研究人員開發了一種新的人造骨頭,可能成為重建手術的下一個突破。
稱為高彈性骨的新材料使用3D打印機形成,就像體內的天然骨頭一樣。它可以幫助修復或再生骨折的骨骼以及其他一些形式的傷害。
外科醫生使用天然存在的礦物羥基磷灰石修復受損的骨頭。因為它是人骨骼的主要成分和必不可少的成分,所以羥基磷灰石與人體的天然組織融為一體,使細胞生長。
但是,羥基磷灰石非常脆。它也非常僵硬,這使醫生很難與之合作。新開發的超彈性骨,該研究在雜誌上發表的研究中進行了描述。科學翻譯醫學9月28日,為這種礦物質的棘手性提供了解決方案。
西北大學的研究研究員Ramille Shah及其同事通過混合羥基磷灰石和可生物降解的聚合物產生更靈活的生物材料來開發超彈性骨料。然後在實驗中測試產生的熱彈性材料。
研究人員將人類幹細胞放入了由超彈性骨料印刷的3D的支架。他們發現,這些細胞不僅在腳手架上沒有任何問題而生長,而且在短短幾週內就充滿了可用的空間。幹細胞也轉化為骨細胞。
“細胞可以感覺到羥基磷灰石並對其生物活性做出反應,” Shah說。 “當您將乾細胞放在我們的腳手架上時,它們會變成骨細胞並開始上調其骨骼特異性基因的表達。這是在沒有任何其他骨質誘導物質的情況下。這只是細胞與材料本身之間的相互作用。”
研究人員將材料的成功歸因於其獨特的特性。雖然它主要由脆性羥基磷灰石組成,但它是超彈性,健壯和多孔的。
研究人員在其中報導說:“ [w]產生了一種新的合成骨化生物材料,超彈性'骨(HB)。”學習。
“由此產生的3D打印的HB表現出彈性機械性能(〜32%至67%的失敗應變,〜4至11 MPa彈性模量),高度吸收性(50%材料孔隙率),支持的細胞活力和增殖性,並誘導的骨骨髓骨髓過度培養的人骨均未構成的劑量因素構成了bone骨的成骨劑,並誘導 中等的。”
由於材料易於切割和形狀,因此可以根據患者的MRI和其他掃描來量身定制植入物。