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荷兰科学家3D打印纤维组织可大面积修复软骨

起来似乎3D打印在医疗方面的应用正在蔓延到医院与研究机构的每一个角落,这里说得可不仅仅是3D打印可植入假体或诸如此类。近日,来自荷兰乌德勒支(Utrecht)大学医学中心的科学家展示了他们在3D生物打印方面的又一创新:可用于大面积修复软骨的水凝胶溶液。

看起来似乎3D打印在医疗方面的应用正在蔓延到医院与研究机构的每一个角落,这里说得可不仅仅是3D打印可植入假体或诸如此类。近日,来自荷兰乌德勒支(Utrecht)大学医学中心的科学家展示了他们在3D生物打印方面的又一创新:可用于大面积修复软骨的水凝胶溶液。

据他们说,由副教授Jos Malda协调的一个国际研究小组已经完成了一系列试验,在这些试验中,3D打印的结构被用来显著加强和支持骨软骨细胞的再生。在这一过程中,研究人员具体依靠所谓的水凝胶聚合物。该水凝胶聚合物最重要的特征是它们能够保持大量的水分,这使它成为在再生治疗中使用的细胞的理想载体基质。实际上,自此之前它已经是小规模细胞疗法的常用载体材料。

然而,科学家们最新开发的方法将这种细胞治疗方法用在了更大的表面上。其中的关键是3D打印细纤维形成的微小网络的出现,这种微小网络可以使水凝胶维持和加强更大的表面积。而且这些小网络实际上具有与实际关节肿的软管类似的性质。“当前,细胞疗法已经成功地被荷兰多家医院应用到损伤软骨的修复中。”Malda说。“但是当前的疗法是由局限的,它只能修复一定形状和大小的软骨缺损。而我们开发的增强型水凝胶比大多数细胞载体都更坚固、更有弹性,使用它我们最终可以修复一个关节更大的部分。”

Malda进一步推测,3D打印技术可以用于制造出特定形状以及结构内容,以匹配患者关节的轮廓和受损情况。“通过这种方法,在不久的将来我们也许能够修复较大的关节部位,如膝关节或髋关节等。”他补充说,“此外,3D打印使我们能够复制关节的原始形状。

这项研究的结果发表在《Nature Communications》杂志上,已经被Wurzburg大学和昆士兰技术大学的联合研究证实,该研究还获得了欧盟和关节炎基金会的资金支持。尽管这个项目仍在进行中,研究人员目前正在研究将这种3D打印技术用于大面积关节表面的修复。这其中比较引起悬念的是,3D打印修复的软骨是否能够与自然形成的软骨结构质量相当。

然而,这项创新的3D生物打印项目还有更多的计划等待执行。其中,乌得勒支大学将会在2015年秋天在推出一项关于生物制造(Biofabrication)的硕士研究生项目,并在今年11月而举办一场以生物制造为主题的会议。在3D生物打印领域如果有一件事是肯定的话,那就是我们必须密切关注乌得勒支。