西北大学的一组研究人员开发了一种新的合成3D打印材料,该材料可潜在地用作更便宜,更可定制的骨移植物。
这种材料在《科学》杂志上发表的一篇论文中进行了描述,可以代替当今外科医生用来修复受损骨骼的陶瓷填充物或支架。这种新的复合材料被称为超弹性骨骼,具有生物相容性,多孔性和柔韧性。
使用人体骨骼中几乎相同的矿物质,羟磷灰石和胶原蛋白开发超弹性骨骼。羟基磷灰石和胶原蛋白的组合可使骨骼变硬,同时也具有足够的柔韧性以承受尽可能大的力。
但是,代替胶原蛋白,新材料由10%的柔软聚合物组成,该聚合物覆盖了羟基磷灰石,剩余了90%。研究人员指出,即使羟基磷灰石含量很高,超弹性骨骼在被挤压和拉伸后仍可以恢复。
西北大学的助理教授拉米耶·沙(Ramille Shah)说:“我们第一次真正用3D印刷这种材料时,很惊讶地发现,当我们挤压或变形它时,它会弹回原来的形状。”该研究的作者在The Verge的一份报告中。
研究人员测试了这种新材料在大鼠和恒河猴中的功效。在大鼠实验中,研究人员使用超弹性骨骼在脊椎中融合了两个椎骨。另一方面,研究人员使用这种新材料代替了猴子头骨中不健康的骨头部分。
几周后,研究人员观察到超弹性骨植入物已与宿主组织完全融合,并有新血管和骨形成的迹象。
尽管他们的实验结果令人鼓舞,但研究人员指出,他们的发现应首先在大规模动物研究中复制。但是,他们希望在五年内在人类中测试他们的新材料。