科学家正研发可优化3D打印骨骼的材料配方

要生产一个好的框架来空缺人体缺陷的骨骼，用30%的粉状天然骨再加一些类似的人造塑料，再行用一台3D打印机打印机出所须要的形状才可。这就是约翰霍普金斯大学的研究人员4月18日在线公开发表在《ACSBiomaterialsScienceEngineering》杂志上的一篇论文的结论。　　约翰霍普金斯大学的科学家们说道，每年都会有约20万人因为出生缺陷、后遗症或手术原因必须替换头部或者脸部的骨骼。

迄今为止，对于这些患者最差的化疗方案就是指病人不分担身体重量的腓骨上取下一段骨头，然后把它小块所需的形状并植入准确的方位。但是该校医学院生物医学工程系副教授WarrenGrayson博士指出，这种方法不仅不会导致腿部后遗症，而且由于腓骨比较较为平，无法跟脸部的曲线拟合得尤其好。　　为了解决问题这一问题，研究人员们改向了3D打印机技术。众所周知，这一技术十分擅长于用塑料生产出有极为准确的结构还包括精确的解剖学结构。

不过放到塑料支架上的细胞必须一些引领因子才需要改变为骨细胞。Grayson博士说道：理想的支架是另一块骨头，但是天然骨骼一般来说无法十分准确地新的塑造成。

　　为此，Grayson和他的团队期望通过实验寻找一种复合材料来3D打印机骨骼支架，这种材料要需要将塑料的强度和可打印机性与天然骨里不存在的生物信息融合一起。　　科学家们一开始就自由选择了聚己内酯（PCL），这是一种可降解聚酯，常常用作生产那些早已取得FDA批准后可以用作临床的聚亚安酯。

PCL不会在80到100摄氏度的时候融化，这个融点高于大多数塑料，所以对于那些一般来说不会在较高温度下损毁的生物材料来说，这是一个很好的混合对象。Grayson团队里的研究生EthanNyberg说道。　　尽管PCL的强度很高，但是研究团队从以往的研究中了解到，它并无法很好地反对新骨的构成，所以科学家们将它与骨粉混合在一起。

这种骨粉是将牛膝盖骨内部的多孔骨骼挤压细胞之后消灭做成的。　　骨粉中所含源自生物体的结构蛋白再行再加亲骨生长因子，可以协助不成熟期的干细胞成熟期为骨细胞。Grayson说道：它也减少了PCL的粗糙度，这有助细胞的捉非难增强了生长因子的信息。　　Grayson称之为他们对该复合材料展开的第一个测试是可打印机性。

其中5份骨粉含量为30%和70%的混合物表现出色。而当骨粉的比例超过85%时，由于PCL胶水过于较少而无法维持明晰的晶格形状，因此在随后的实验中被出局。

　　另外，为了研究该支架否需要性刺激骨骼构成，研究人员通过吸脂法术为支架加到人类脂肪源性干细胞，并将支架洗在缺少亲骨成分的营养培养基中。　　三周之后，在所含70%粉骨的支架上的细胞的基因活性比纯PCL支架上生长的细胞高达几百倍，而在所含30%的骨粉的支架上的细胞的基因活性也很高，但没前者那么令人印象深刻印象升幅。　　随后，科学家们将关键成分-甘油磷酸特到细胞的培养基中，使它们的酶可以沉积骨骼的主要矿物质钙。结果找到，与在显PCL支架上的细胞比起，在30%骨粉支架上的细胞每个多产生约30%的钙，而那些在70%支架上的细胞可以产生多达两倍的钙。

　　最后，研究团队将其支架在小鼠身上展开实验，这个实验小鼠的头骨被研究人员弄得了一个相当大的洞，如果没介入的话，这头骨的创面太大不有可能自行伤口。

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