目前,學術界已經普遍接受3D打印骨是製造骨替代物以及為(wei) 促進新的組織和骨骼生長搭建支架的一種非常有效的方法。而在該篇論文中,研究人員們(men) 則提出了一種相對簡單的方法,通過將噴墨式打印與(yu) 打印後表麵處理相結合,以磷酸八鈣為(wei) 材料3D打印出複雜的形狀。
“生物相容性合成移植和/或組織工程構建優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統方法。然而,複雜的結構和天然骨的屬性限製了能夠用於(yu) 定製植入物或支架以作為(wei) 骨缺損替代物或指導骨骼生長方向的合成材料和製造技術的範圍。目前,這個(ge) 問題可能通過3D打印技術來解決(jue) 。”研究人員寫(xie) 道。
3D打印對於(yu) 處理這樣具有幾何複雜性的問題正是不二法門。它的可重複性以及易於(yu) 定製的能力使得越來越多的醫療應用開始選擇它。而作為(wei) 人類骨骼替代物質的合成磷酸鈣技術的發展已經具備了在顯著的骨缺損區域建造替代結構的條件。
創建一個(ge) 替代的骨骼要比簡單地製造一個(ge) 硬質結構來填補缺損的骨骼複雜得多。 該替代物必須與(yu) 人體(ti) 相容而且最好能夠在移植後激發人體(ti) 的骨再生能力。而由微孔性陶瓷顆粒構成的磷酸八鈣(OCP)材料則是一種能夠滿足上述要求的非常有效和有前途的材料。因此,科學家們(men) 在研究中選擇了這種材料。
目前,在3D打印陶瓷領域有兩(liang) 種主要的技術。第一種是使用混合材料進行化學固化,然後再對打印對象進行高溫處理;第二種則涉及到逆矩陣打印(inverse matrix printing)和燒掉支撐材料。研究人員認為(wei) 第一種方法是最合適,第二種方法的燒掉支撐材料有增加汙染的風險。
研究人員設計的3D打印機
研究團隊根據自己的需要設計、定製了一台3D打印機,這台打印機能夠在一個(ge) 很小的床(60×60×60毫米)上使用陶瓷材料逐層構建3D對象。打印床的麵積小,意味著研究人員可以快速、廉價(jia) 地研究各種工藝和材料的組合。
“基於(yu) 陶瓷粉末的3D打印技術是製造不同個(ge) 體(ti) 的複雜骨骼替代物的一種有效且廉價(jia) 的方法,因為(wei) 它既不需要燒掉支撐材料,也不需要有機溶劑。”研究團隊總結說。
但是這項研究的結果並不是很完整。因為(wei) 一般植入物的缺陷需要半年以後才能顯露出來,屆時還需要進一步的研究才能更好地了解這種問題的根源,並找到解決(jue) 的辦法。
“我們(men) 的研究結果表明,3D噴墨與(yu) 打印後處理相結合是一種很有前途的方法,有望克服目前在高效、快速製造個(ge) 體(ti) 結構以引導骨再生上遇到的限製。”他們(men) 寫(xie) 道。
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