乐高风格的3D打印砖块帮助破碎的骨头更快康复

时间：2022-04-29 14:25:02 来源：

俄勒冈健康与科学大学的研究人员已经开发出一种微型的3D打印技术，该技术可以像乐高积木一样组装，并有助于修复骨折的骨头和软组织。

中空的跳蚤大小的积木可以填充能改善愈合的材料。

3D打印的微小砖头已被设计用来治愈骨折的骨头，有一天可能会导致实验室制造的器官进行人体移植。

2020年7月23日发表在《先进材料》上的最新研究表明，受乐高积木启发，这种小巧的空心砖可作为脚手架，使硬组织和软组织都能在其上长出比当今标准的再生方法更好的再生能力。每块砖均为1.5毫米的立方，或大约只有一条小跳蚤的大小。

“我们正在申请专利的脚手架易于使用；它可以像Legos一样堆叠在一起，并以数千种不同的配置放置，以适应几乎任何情况下的复杂性和尺寸。”领导该技术开发的OHSU学院副教授Luiz Bertassoni博士说。 OHSU医学院的牙科和生物医学工程副教授。

Bertassoni与来自OHSU，俄勒冈大学，纽约大学和泰国Mahidol大学的同事合作开发和评估了该技术。

当堆叠在一起时，微笼的设计比现在的方法能更好地修复断裂的骨头。骨科医生通常通过植入金属棒或金属板来稳定骨骼，然后插入填充有促进愈合的粉末或糊剂的生物相容性支架材料，从而修复更复杂的骨折。

这种新型脚手架系统的独特优势在于，其空心砌块可以填充少量的凝胶，其中包含各种生长因子，这些生长因子精确地放置在最需要的位置。这项研究发现，生长因子填充的块放置在修复的大鼠骨骼附近，导致血管生长的速度是传统脚手架材料的三倍。

“ 3D打印的微笼技术通过刺激正确类型的细胞在正确的位置和正确的时间生长来改善愈合，”该研究的合著者，Bertassoni OHSU实验室的博士后Ramesh Subbiah博士说。专门研究增长因子的人。“不同的生长因子可以放置在每个块体内，使我们能够更精确，更快速地修复组织。”

小型设备是模块化的，可以组装成适合几乎任何空间的设备。当将包含四层四砖乘四块砖的块段拼合在一起时，研究人员估计可以创建超过29,000种不同的配置。

Bertassoni及其同事还认为，他们的3D打印技术可以用于治愈必须切除的骨头，以治疗癌症，进行脊柱融合手术，并在种植牙之前增强下颌骨的强度。

而且，通过改变3D打印技术的成分，他们预想它也可以用于制造或修复软组织。通过大量的研究，他们希望模块化微笼方法甚至可以用于制造器官进行移植。

Bertassoni及其团队将进一步探讨微笼在骨骼修复中的性能。他们计划测试这项技术修复大鼠或更大动物中更复杂的骨折的能力。

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参考：Ramesh Subbiah，Christina Hipfinger，Anthony Tahayeri，Avathamsa Athirasala，Sivaporn Horsophonphong，Greeshma Thrivikraman，Cristiane MirandaFrança，Diana Araujo Cunha，Almin James Za，Almin Mana的“ 3D打印的微凝胶加载的模块化微笼作为组织工程学的指导性支架” M.Jones，Paulo G.Coelho，Lukasz Witek，Hua Xie，Robert E.Guldberg和Luiz E.Bertassoni，2020年7月23日，先进材料。
10.1002 / adma.202001736

这项研究得到了美国国家牙科和颅面研究所（R01DE026170，3R01DE026170-03S1），国家转化科学促进中心（UL1TR002369的资助），密歇根州-匹兹堡-怀斯资源中心的再生医学资源中心以及OHSU多样性与包容性研究金的支持在研究中。

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