斯旺西大学研发仿生珊瑚3D打印骨移植材料，为骨科治疗带来创新

2024年12月6日，南极熊获悉，英国斯旺西大学(Swansea University)的研究人员近日在3D打印领域取得突破性进展，成功研发出一种仿生骨移植材料，并已申请专利保护。该材料的设计灵感来源于海洋珊瑚的多孔结构和化学成分，旨在为骨折病人提供一种创新的解决方案。

△研究成果发表在近期的《生物活性材料》杂志上，题目为“使用小鼠胫骨骨膜骨化模型快速评估羟基磷灰石/文石的成骨能力”（传送门）

研究员Zhidao Xia博士通过实验发现，将这种3D打印材料植入老鼠的胫骨骨折处后，新骨组织能够在短短两到四周内快速生长。此外，这种材料在体内具有良好的生物相容性和生物降解性，在6-12个月的时间里能够自然降解，最终仅留下健康的骨骼，无需二次手术取出。

Xia博士表示：“我们的发明弥补了合成替代品和供体骨骼之间的差距。我们已经证明，有可能创造出一种安全、有效、可扩展的材料来满足全球需求。这可以结束对供体骨骼的依赖，并解决骨移植中的道德和供应问题。”

△珊瑚之所以受到科学家的关注，是因为它的表面与人体骨骼的海绵结构相似

一种新的3D打印骨移植材料

目前，需要骨移植的患者通常面临两种选择：真骨（来自自身或捐赠者的身体）或合成替代品。合成材料虽然容易获取，但存在一些缺点，例如它们通常需要长时间才能生物降解，这可能导致骨整合不良或引发炎症和其他副作用。珊瑚的多孔结构与人体骨骼的海绵状结构相似，因此之前已被用作移植材料。然而，珊瑚的天然供应也是有限的。

△这种珊瑚状的3D打印移植材料被植入到实验小鼠的胫骨上

为了寻找一个折中的解决方案，科学家们尝试了对珊瑚状材料进行3D打印。通过这种方法，外科医生可以快速获得按需供应的移植材料。Xia以及同事在对小鼠进行的实验室实验中测试了这种3D打印移植物。实验结果表明，这种移植材料能在3-6个月内修复人体骨缺损，并在四周内引发一层新的强健、健康的皮质骨形成。研究人员相信，一旦这项技术得到推广，它将提高移植材料的可用性并降低医疗成本。

尽管目前的研究尚未涉及人类临床试验，但Xia博士对这项技术的未来应用充满信心。他相信，这项创新方法有潜力弥合天然骨移植材料的供应限制与现有合成替代品效率低下的差距，为患者提供一种更安全、更有效的治疗选择。

3D打印技术对医疗保健的影响远不止于此。多年来，医学院学生和医生一直在利用3D打印的骨骼和器官复制品进行研究，甚至在与患者的会诊中使用这些复制品。牙医们已经开始利用这项技术来制造3D打印的牙种植体、牙齿矫正装置，并且能够根据人体组织样本创建全新的器官。