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【產學研】點云生物無絲3D打印技術助力生物醫療用戶開展仿生人工骨支架的研究

2022-03-29 09:00

　　由來自西安市第四軍醫大學西京醫院骨科的團隊，使用西安點云生物科技有限公司的3D打印機，應用無絲3D打印技術，在常溫下構建基于膠原/羥基磷灰石的仿生活性人工骨支架，探討該支架對骨髓基質干細胞(BMSCs)的體外生物學作用，并在《中華創傷骨科雜志》上發表論文《無絲3D打印技術常溫構建仿生人工骨支架的研究》，該研究獲得國家自然科學基金(81371982)的資助。

注釋：以上圖片截自上述論文

　　點云生物陶瓷3D打印機采用無絲打印技術，不需要預制打印絲線，能夠直接將陶瓷材料在常溫下逐點逐線逐層打印成型，支持自由配比復合化打印漿料，精確控制生物材料和活性細胞三維成型，進一步提高仿生活性人工骨支架孔徑和孔隙率的可控性。實驗將質量比為1：2的I型膠原與羥基磷灰石混合作為打印墨水，裝載在3D打印機（點云）上進行打印仿生活性人工骨支架，且未在打印過程中引入其他的非原材料物質，可真正意義上直接打印生成支架。打印后的仿生活性人工骨支架孔徑大小均一，孔道相互聯通，材料橫截面為不規則的蜂窩樣結構，孔隙率顯著提高。

注釋：點云生物陶瓷3D打印機

　　通過實驗發現，打印過程基本保留了材料本身的物理化學結構，不會產生細胞毒性，也不會改變材料本身對細胞的促成骨作用。細胞可良好粘附于打印支架，并沿著支架的聯通通道增殖、遷移。成骨實驗檢測顯示支架有顯著性的促成骨作用。實驗最終得出結論：常溫無絲3D打印膠原/羥基磷灰石支架可在體外提供良好的環境供BMSCs粘附，并促進其增殖及成骨分化。但實驗的不足之處在于膠原/羥基磷灰石本身材料特性導致的低力學強度使所構建的打印支架力學性能還不是很高，僅能應用于低載荷缺損。