视频 l 促进软骨再生的3D打印支架

2016-05-14 dz@3D科学谷 3D科学谷

软骨是位于关节和脊椎之间的柔软的缔结组织，它们光滑、柔软具有弹性，一旦受到损伤之后很难修复。如果软骨出现损伤或退化，将会影响人的运动能力，并带来身体上的痛苦。

伦敦帝国学院科学家正在研发一种促进软骨再生的方法，思路是使用生物玻璃材料的墨水3D打印出软骨修复的支架植入物。生物玻璃材料主要成分是由硅和聚己内酯，外表看起来与玻璃非常接近，但是具有与人体软骨相似的柔韧性和弹性，在植入人体之后可以模拟人体软骨的减震性和承重性，并促进软骨的再生。

科学家将通过改变生物玻璃材料3D打印墨水的配方，分别制造膝关节支架植入物和脊椎支架植入物。本期，3D科学谷将通过3个视频与谷友分享一下这项科研成果。

不同配方，不同应用

第1段视频模拟了生物玻璃材料3D打印的支架被植入膝盖后刺激软骨细胞重新生长并治愈受损的软骨的过程。

在第2段视频中，科学家对材料进行了弹性和减震性测试，这种特性类似于软骨缓冲人体的骨头的方式。

第3段视频展示了这种生物玻璃材料是如何可以自我修复和易于3D打印的。

伦敦帝国学院科学家将生物玻璃材料开发成不同配方的生物墨水，便于进行3D打印。一种配方是用于3D打印椎间盘植入物，另一种配方用于3D打印膝盖软骨植入物。

科学家使用这种生物玻璃材料进行软骨修复的思路是，使用该材料3D打印成微小的可生物降解的支架，当支架被植入物到膝盖或脊椎之后，生物玻璃的结构、刚度、化学特性会刺激软骨细胞通过细微的孔隙生长。随着时间的推移，支架会在人体内安全降解，在原有的位置留下新的软骨，这种软骨具有类似原始软骨的机械性能。

伦敦帝国学院科学家希望使用生物玻璃墨水3D打印的支架植入物来解决金属植入物带来的僵硬和骨刺等问题，提升患者的舒适性和活动能力。目前，这项应用在进入临床应用之前仍然需经过大量的监管流程，预计真正进入市场需10年左右时间。

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