运动员的福音莱斯大学和马里兰大学研发3D

2020-02-15 20:38:46 来源: 天水信息港

运动员的福音!莱斯大学和马里兰大学研发3D打印组织可修复其受损关节

作者: MIKE WILLIAMS-RICE

生物科学家正在研发3D打印的组织,以帮助治疗膝盖,脚踝和肘部运动损伤中受损的骨骼和软骨。莱斯大学和马里兰大学的科学家设计了一种支架,可以复制骨软骨组织的物理特征,基本上是在可压缩的软骨层下的硬骨,在长骨的末端呈现出光滑的表面。

这些骨骼的损伤,从细小的裂缝到断裂的碎片,都是痛苦的,往往会阻碍运动员的职业生涯。骨软骨损伤也会导致关节炎致残。

软骨进入骨骼的梯度性质及其多孔性使其难以在实验室中繁殖,但莱斯大学生物工程师、研究生肖恩?比特纳(Sean Bittner)使用3D打印技术制造出了一种他们认为最终会为植入提供合适材料的材料。

肖恩?比特纳(Sean Bittner)手拿一个3d打印的支架,这个支架是用来帮助治疗骨软骨损伤的。最初的研究是一个概念验证,看看打印的结构是否能模拟从光滑、可压缩的软骨到长骨末端的硬骨的渐进过渡。(图片来源:Jeff Fitlow / Rice)

“运动员受到这些伤害的影响尤其严重,但它们可能会影响到每个人,”Bittner说,他也是美国国家科学基金会的研究员和该论文的主要作者,该论文发表在《生物材料学报》(Acta BioMaterialia)上。“我认为这将是一个强大的工具,可以帮助有常见运动伤害的人。”

关键是模仿组织逐渐从表面的软骨(软骨组织)转向下面的骨(骨)。研究人员为前者打印了一种定制的聚合物混合物脚手架,为后者打印了一种嵌入孔隙的陶瓷混合物,一种使患者自身的细胞和血管渗入植入物,最终使其成为天然骨和软骨的一部分。

“在大多数情况下,患者与患者的3D打印支架成分相同,” Bittner说。“都包含多孔性,因此血管可以从原生骨中生长。我们不必自己制造血管。”

未来,该项目将包括如何打印一个骨软骨植入体,使其完全适合患者,并允许多孔植入体生长并与骨骼和软骨结合。

其他合作者来自莱斯大学、马里兰大学和维克森林医学院。美国国立卫生研究院和再生医学发展组织支持了这项研究。

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