3D打印目前的應(yīng)用有那些,?
除了打印房屋模型這些用途之外,,還可以運(yùn)用到醫(yī)療領(lǐng)域,。
用3D打印技術(shù)打印出缺損骨骼再植入人體是目前一種前沿的醫(yī)療手段,。
日前,深圳一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)讓這個(gè)技術(shù)更進(jìn)了一步,,往骨修復(fù)材料里加入含鎂可降解高分子,,起到促進(jìn)新骨再生和血管生成的作用。
這是中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“深圳先進(jìn)院”)醫(yī)工所轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展中心秦嶺教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料”,。目前已經(jīng)進(jìn)入國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局(CFDA)醫(yī)療器械技術(shù)審評(píng)中心發(fā)布的最新一期《創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批申請(qǐng)審查結(jié)果公示》,,這是深圳市在骨科領(lǐng)域第2個(gè)通過(guò)CFDA創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批的產(chǎn)品,也是深圳市第1個(gè)獲創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批的硬組織骨修復(fù)產(chǎn)品,。
幫助人體中的“硬漢”
提升修復(fù)能力
骨骼在人體組織中如“硬漢”一般的存在,,撐起人體的挺拔身姿,給臟器提供保護(hù),,和骨骼肌,、肌腱、韌帶,、關(guān)節(jié)一起讓身體動(dòng)起來(lái),,此外人體的代謝、造血也都需要骨骼出一份力,。但是,,人的骨頭雖然有再生能力,自體修復(fù)卻極為有限,。根據(jù)具體受傷部位的不同,,小面積的骨缺損一般可以自行生長(zhǎng)恢復(fù),但若缺損較大就需要依靠輔助手段“牽線搭橋”,。
3D打印骨修復(fù)材料可以針對(duì)不同受損部位,,結(jié)合醫(yī)學(xué)影像技術(shù),通過(guò)電腦軟件,,逆向設(shè)計(jì)出填補(bǔ)缺損的形狀,,使用
具有生物活性的物質(zhì)或細(xì)胞相結(jié)合的材料,打印出人工骨修復(fù)填充物支架,,放入缺損部位,,來(lái)引導(dǎo)骨細(xì)胞的生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的修復(fù),。
在體內(nèi)外研究中,,含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料顯示出良好的生物相容性和生物活性,具有與松質(zhì)骨相匹配的力學(xué)強(qiáng)度和可顯著提高植入部位新骨再生和血管生成的作用,。通過(guò)3D打印技術(shù),,科研人員可以調(diào)控鎂的濃度和分布,設(shè)計(jì)微觀結(jié)構(gòu),讓它最有利于骨組織再生,;同時(shí)設(shè)計(jì)宏觀結(jié)構(gòu),,讓打印出的支架和受損部位的形狀、尺寸相吻合,,骨修復(fù)材料的降解速度也可以調(diào)控,。
可刺激新骨形成
有利于骨組織再生
秦嶺教授團(tuán)隊(duì)的賴(lài)毓霄副研究員介紹,“常用的生物材料多會(huì)添加一些如生長(zhǎng)因子,、蛋白因子等生物活性物質(zhì),,但是存在劑量不好控制、不易保存,、制備過(guò)程中容易失去活性等問(wèn)題,,而金屬鎂則不存在上述問(wèn)題,鎂元素屬于人體必需的元素之一,,幾乎參與人體內(nèi)所有的新陳代謝過(guò)程且具有誘導(dǎo)骨生長(zhǎng)的作用,;金屬鎂植入物能積極有效地刺激新骨形成,這將有利于骨折,、骨缺損的愈合和骨組織再生,,團(tuán)隊(duì)針對(duì)相關(guān)技術(shù)已于2014年取得發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)?!?/p>
記者了解到,,深圳先進(jìn)院與中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院(301醫(yī)院)
有長(zhǎng)期的合作基礎(chǔ),共同參與了國(guó)家基金委重大國(guó)際合作和科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目,。含鎂可降解高分子骨修復(fù)材料的家兔節(jié)段骨缺損修復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)在301醫(yī)院開(kāi)展,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,含鎂骨修復(fù)材料對(duì)家兔動(dòng)物模型來(lái)說(shuō)具有很好的骨修復(fù)效果,,植入6~8周后則能顯著看見(jiàn)新骨再生,,實(shí)驗(yàn)后期可以實(shí)現(xiàn)橈骨骨髓腔再通。后續(xù),,該團(tuán)隊(duì)會(huì)再次進(jìn)行大動(dòng)物試驗(yàn),。文/廣報(bào)全媒體記者 王納
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