3D打印鋅支架可以解決骨缺損問題

魔猴君  行業資訊   60天前

骨缺損，無論是先天性的還是意外造成的，都需要適合其根源的治療方法。治療方案包括由北京航空航天大學、仁濟醫院、上海交通大學、清華大學和北京的研究人員開發的3D打印鋅支架，顯示出治療大骨缺損的希望。該項目得到了中國光明激光技術公司（BLT）的支持，該公司提供必要的3D打印機和系統。

這些3D打印的多孔鋅結構代表了一種通過骨再生修復骨缺損的新方法。然而，鋅的快速降解導致潛在的毒性，迄今為止一直是一個主要障礙。為了克服這個問題，人們努力優化支架的合金成分、表面結構和孔隙幾何形狀。

三天和三個月后3D打印鋅支架在大鼠股骨中的降解行為（照片來源：Li,S.,Yang,H.,Qu,X.等人。3D打印可生物降解鋅基多孔支架的多尺度結構設計用于免疫調節成骨。Nat Commun 15,3131,2024。）

在過去三年中，研究人員開發了用于3D打印這些結構的新型可生物降解鋅合金(Zn-Li)。鋅鋰合金在強度、塑性和耐腐蝕性之間表現出優異的平衡。這些框架是使用BLT的DMLS系統生產的，該系統可以實現精確的設計和復雜的結構。

3D打印后，采用超聲波處理、酸蝕和電拋光等多種表面處理來優化表面粗糙度并促進細胞相互作用。這些過程使得實現表面的精確微圖案成為可能，從而改善細胞粘附和增殖，這是有效骨再生的基本要素。

3D打印可生物降解鋅基多孔支架的設計（圖片來源：Li,S.,Yang,H.,Qu,X.等人。用于免疫調節成骨的3D打印可生物降解鋅基多孔支架的多尺度架構設計。Nat Commun 15,3131,2024)

此外，特定的表面結構促進與巨噬細胞的相互作用，巨噬細胞是對潛在有害物質的免疫反應所必需的白細胞。這種相互作用可以改善免疫反應，從而支持骨再生。此外，3D打印的鋅支架在體內以受控方式降解。這種能力對于創造植入物再生和整合的最佳環境至關重要。

3D打印支架通過促進更有效的骨再生，代表了傳統植入物的進步。這些支架的結構和化學特性刺激新骨的形成。鋅鋰支架的3D打印可以精確控制植入物的結構和孔隙率，這是成功骨再生的基本要素。欲了解更多信息，請點擊此處。

超聲處理、酸蝕和電化學拋光后Zn-0.8Li支架的表面形貌和性能（圖片來源：Li,S.,Yang,H.,Qu,X.et al.3D打印可生物降解鋅基材料的多尺度結構設計）用于免疫調節成骨的多孔支架。Nat Commun 15,3131,2024。）

編譯整理：3dnatives