怎麽(me) 樣才能3D打印骨骼？幾年前，如果您向人們(men) （甚至包括許多研究人員）問出這個(ge) 問題的話，他們(men) 可能會(hui) 很奇怪的看著您。而今天我們(men) 已經知道了：3D打印骨骼需要將可吸收的材料（比如可生物降解的聚合物）和一種無機生物活性相材料（比如陶瓷等）結合起來。

在西班牙馬德裏康普頓斯大學，由Maria Vallet-Regí教授領導的一個(ge) 研究團隊最近證實，如果將碳納米管加入上述混合物中，從(cong) 而在骨組織裏形成一個(ge) 3D電路網絡的話，其實可以刺激骨細胞的再生。為(wei) 了證明這一點，他們(men) 與(yu) 阿威羅大學（葡萄牙）合作，使用一台EnvisionTEC公司的3D—Bioplotter生物支架3D打印機進行了試驗，並將結果發表在了《Journal of Biomedical Materials Research》雜誌上。

在這次試驗中，研究人員使用的聚合物是相當容易3D打印的材料，並且經FDA批準開用於(yu) 植入物的：聚己內(nei) 酯（PCL)，而相應的陶瓷相材料則是羥磷灰石，一種常見的鈣類礦物。

“如今，磷酸鈣、玻璃和聚合物被廣泛應用於(yu) 組織工程中的骨再生和生物相容性功能材料，因為(wei) 它們(men) 與(yu) 天然的骨組織非常相似。”該項目的首席研究員 Mercedes Vila說，“這些類型的材料就經過了不同成型方法的設計以獲得所需形狀和大小的植入件和支架。”

而將碳納米管（或CNT）加入到可生物打印的材料混合物可以在生物支架中創造一個(ge) 立體(ti) 導電網絡，當將這種支架植入受損的骨部位時，可以起到刺激的作用。”這樣做的原因，Mercedes解釋說，是現代技術可以將堅固性的材料與(yu) 智能係統結合起來可以對外界刺激做出反應，從(cong) 而加速骨整合（骨再生）過程。CNT是用單原子厚的石墨烯片卷起來所形成的非常長的細絲(si) ，其直徑僅(jin) 幾納米。

Mercedes指出：“某些類型的細胞行為(wei) ，如粘附和分化，會(hui) 受到電刺激的影響。 因此，在材料表麵上創造一個(ge) 正的或負的永久電荷，或者一個(ge) 直接電刺激可以促進將帶電離子從(cong) 環境中吸引到細胞上。這會(hui) 改變他們(men) 的蛋白質吸附，並對細胞的代謝活動產(chan) 生後續影響。因此，在植入生物材料之後使用電刺激可以有利於(yu) 細胞粘附和分化，最終加速了骨整合的過程。”

這基本上意味著，如果將導電碳納米管加入3D打印的骨植入物中，可以刺激骨細胞的再生長。當然，現在僅(jin) 僅(jin) 是在體(ti) 外和細胞水平上得到了證明，但前進的道路是明確的。而且，將碳納米管用於(yu) 生物打印不會(hui) 產(chan) 生任何其它的問題，，因為(wei) 它們(men) 是如此之薄，可以非常自如地通過任何氣動注射器。實際上，這一技術最大難題往往出現在如何找到CPL與(yu) 羥基磷灰石混合物的最合適粘度。

“尋找的合適粘度，使其既能夠通過注射器，同時又能保持足夠的牢固性，以在室溫狀態下獲得3D打印的支架，是相當複雜的。”Mercedes承認，“而且，一旦PCL和羥基磷灰石混合在一起，再加入CNT並使它們(men) 適當的分散需要長時間的攪拌。”