D打印骨软骨支架修复老年关节软骨损伤的论文近日在《Biofabrication(生物制造)》上发表,此项目由粤港澳大湾区科研人员共同研究,使老年人关节软骨磨损、退化有望恢复如初。
运用此技术修复的兔子膝关节软骨已恢复如初
运用传统方法修复的骨软骨(左)与新技术修复的骨软骨(右)对比
关节软骨在肢体活动中起重要作用,随着年龄的增大,关节纤维弹性会减弱,关节液减少使软骨变得干燥,因此人到一定年龄,就容易膝盖痛、走路难,关节软骨的老化和损失已成为降低老年人生活质量的一大“杀手”。关节软骨分为软骨层,过渡层和软骨下骨层三层,每一层的韧度和硬度都不相同。传统的临床手段如关节镜清理术、注射透明质酸或胶原蛋白都无法模拟人类软骨的复杂结构,不同硬度的修复材料放在一起也容易产生滑移和脱落,疗效很不理想。如何实现软骨缺损组织的一体化修复?科研人员想到了生物3D打印技术。
来自香港大学、东莞理工学院、北京大学深圳医院等单位的12位科研人员历时2年,经过百余次反复实验,从100余种原材料中进行筛选,发现以可降解聚酯、胶原蛋白水凝胶和生物陶瓷粉为原材料,用生物3D打印技术进行合成,可以模拟骨软骨的多层结构。
“这些仿生材料就好比是‘墨水’,用打印机根据你缺损的形状量身定做骨软骨支架,植入缺损部位,同时加入生长因子和干细胞,帮助患者按支架的现状长出软骨结构。软骨结构长成后,人工支架就会被人体吸收,患者的关节有望恢复如初。”本项目的科研人员王翀表示,“目前该支架可以模拟软骨层和软骨下骨层,未来还将研发出三层仿生支架。”
值得一提的是,此项研究攻克了界面强度难关,即可以让结构、韧度不同的仿生软骨层之间紧密结合,不会产生滑移,有很强的力学性能和稳定性。
据悉,目前此项技术要经过临床前安全性测试和临床试验后,才可以投入临床使用,此过程最快还需要5年。
来源:南极熊3D打印网
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