匹茲堡大學(xué)研發(fā)3D打印斷骨修復(fù)技術(shù)獲突破

如今，斷胳膊斷腿似乎都不是很嚴(yán)重的問題，因?yàn)榇蟛糠侄己苋菀揍t(yī)治，對(duì)傷者不會(huì)造成任何持久的影響。但是，有時(shí)候一些嚴(yán)重的傷勢(shì)，往往需要在患者體內(nèi)打上鋼釘之類的幫助受傷骨愈合。這些植入物長(zhǎng)時(shí)間留在人體內(nèi)，有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的副作用，比如感染、關(guān)節(jié)炎等。為此，美國匹茲堡大學(xué)的研究人員一直在努力尋找一種方法來使用3D打印技術(shù)，以便更好地修復(fù)斷裂，斷裂的骨頭，而無需使用金屬釘之類的。近日，他們似乎已經(jīng)找到了解決方案。

  該校工程學(xué)教授Prashant Kumpta和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出用鎂和鐵的合金制成的一種類似膩?zhàn)铀频牟牧?，這種材料可以根據(jù)骨折的實(shí)際情況通過增材制造技術(shù)制成特定形狀，然后植入傷處以輔助骨骼恢復(fù)。而且這種膩?zhàn)铀频牟牧喜粌H能夠幫助修復(fù)骨骼，而且能夠在骨骼愈合的同時(shí)自行溶解，當(dāng)骨骼完全恢復(fù)之后它也就溶解完畢，不留下任何痕跡。

據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解，這種膩?zhàn)铀频牟牧?，是用一種專有的水基液體加上由磷酸鈣組成的白色粉末，再加上一種保密的成份混合而成的。目前，這種材料已經(jīng)成了研究團(tuán)隊(duì)工作的重點(diǎn)，研究人員希望該材料能夠與3D打印技術(shù)相結(jié)合在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生更多的應(yīng)用。

   Kumpta教授的這項(xiàng)研究得到了各路資金的大力支持。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目先后得到的研究資金包括美國國防部的400萬美元、美國國立衛(wèi)生研究院的120萬美元和賓夕法尼亞州的50萬美元。另外，因?yàn)閲@著該材料和相關(guān)3D打印技術(shù)的研究，匹茲堡大學(xué)還獲得了來自美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）的300萬美元以及America Makes的29.5萬美元的資金支持。

Kumpta解釋說，在開發(fā)這種“膩?zhàn)印辈牧线^程中所面臨的最大挑戰(zhàn)，是要找到一種成分和材料，既不會(huì)傷害人的身體，又能夠積極幫助新骨細(xì)胞的修復(fù)和生長(zhǎng)。除此之外，這種材料還需要在合適的時(shí)間內(nèi)被溶解掉，而且這種溶解的過程還不能在新的骨細(xì)胞硬化以前完成。

目前這種“膩?zhàn)印辈牧弦呀?jīng)在兔子和大鼠身上完成了初始測(cè)試，Kumpta發(fā)現(xiàn)，在兔子身上，新骨細(xì)胞的生長(zhǎng)和膩?zhàn)硬牧系娜芙饪偣不舜蠹s8周的時(shí)間。

研究團(tuán)隊(duì)的下一步就是要將這種材料報(bào)送美國食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)。Kumpta相信這不會(huì)是一個(gè)問題，因?yàn)樵摬牧系乃械某煞纸M成都是已被FDA批準(zhǔn)過的。目前，匹茲堡大學(xué)已獲得該材料的專利，而且已授權(quán)一家外部公司，并通過該公司正在開展臨床前試驗(yàn)。

   另外，研究人員也正在研究將鎂合金用于3D打印支架。鎂可以被人體吸收，并擁有與谷歌相似的性質(zhì)，因此是一種輔助斷骨愈合的理想材料。令人興奮的是，研究人員已經(jīng)找到一種方法來決定鎂合金在骨折處溶解的速率。

由于鎂還沒有得到FDA的批準(zhǔn)，因此相對(duì)比較難以商業(yè)化。但是Kumpta相信它的使用可能是非常有益的，尤其是對(duì)于那些更為嚴(yán)重的骨折或骨斷裂患者。鎂合金支架搭配這種“膩?zhàn)印辈牧峡赡芤馕吨鴩?yán)重的骨折可以更有效地處理，而無需后續(xù)手術(shù)以除去目前用于治療嚴(yán)重骨折的金屬板。