類骨骼
華盛頓州立大學(xué)蘇斯米塔·博斯帶領(lǐng)研究小組,耗費(fèi)4年時(shí)間開發(fā)類骨骼物質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn),在生物陶瓷粉主要成分磷酸鈣中添加硅和氧化鋅可以使其強(qiáng)度提升一倍。磷酸鈣生物陶瓷材料是整形外科領(lǐng)域一類重要的骨修復(fù)材料,可模擬人體自然骨結(jié)構(gòu),適宜細(xì)胞和骨組織的長入。
研究人員使用一部先前用于打印金屬材料的3D打印機(jī)制造類骨骼物質(zhì)。它在粉末層上噴出塑料黏合劑,粉末層厚度僅為一根頭發(fā)絲寬度的一半。粉末層層疊加,干燥后達(dá)到要求的支架厚度,然后在1250攝氏度下烘烤2小時(shí)。
實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的未成熟骨細(xì)胞生長測試顯示,支架上的骨細(xì)胞在移植一周內(nèi)開始生長。在兔子和老鼠身上的活體實(shí)驗(yàn)同樣得到可喜效果。
主修復(fù)
研究人員說,這種類骨骼物質(zhì)可被添加到受損自然骨上,當(dāng)作支架材料,促使細(xì)胞和骨組織生長,而且這種類骨骼物質(zhì)可最終降解,沒有“明顯負(fù)面效果”。
他們說,數(shù)年后,醫(yī)生可利用這一技術(shù)定做更換骨組織。
3D打印只需在電腦上操作,非常方便。博斯在發(fā)表于《牙科材料》雜志的報(bào)告中寫道:“你可以把這種類骨骼生物陶瓷粉用作回填材料,它可以成為你在電腦上畫出的任何形狀。”
“我們開發(fā)的是可控降解……10至20年后,醫(yī)生可將這種骨支架用于與骨生長有關(guān)的治療,”博斯說,“比如頜骨固定或脊柱融合術(shù)!
用途廣
。常拇蛴C(jī)出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期,實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同,打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。
這一技術(shù)如今在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用,人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。
將3D打印技術(shù)引入骨骼制造并非博斯首創(chuàng)。2009年,瑞士研究人員復(fù)制出一名男子的拇指骨骼。
德國夫瑯禾費(fèi)界面工程與生物工程研究所研究人員把立體打印技術(shù)與雙光子聚合技術(shù)相結(jié)合,于今年開發(fā)出血管打印技術(shù)。打印時(shí),打印機(jī)發(fā)出兩束強(qiáng)激光,焦點(diǎn)對準(zhǔn)同一分子。這個(gè)分子同時(shí)吸收兩個(gè)光子,即所謂的雙光子聚合。經(jīng)過雙光子聚合的分子變成一個(gè)有彈性的固體,研究人員用它來制造高精度的彈性結(jié)構(gòu),也就是血管。
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