3D生物打印碳納米管可促（cù）進骨生長

3D生物打印碳納米管可促進骨生長

怎麽樣才能3D打印骨骼?幾年前，如果您向人（rén）們問出這個問題的話，他們可能會很奇怪的看著您。而今天我們已經知道了：3D打印骨骼需要將可（kě）吸收的材料和一種無機生物活性相材料結（jié）合起來。

在西班牙馬德裏康普頓斯大學，由Maria Valle相比金（jīn）屬產品老套的、標準化（huà）的設計（jì）t-Reg教授的一（yī）個研究團隊近（jìn）證實，如果將碳納米（mǐ）管加入上述混合物（wù）中，從而在骨組織裏形成一個3D電路絡的話，其實可以刺激骨細胞的再生。為了證明這一點，他們與阿威羅大學合作，使（shǐ）用一台Envision TEC公司的3DBioplotter生物支架（jià）3D打印機進行了試驗，並將結果發表在了《Journal of Biomedical Materials Research》雜誌上。

在這次試驗中（zhōng），研究人員並結合中國本地（dì）的（de）市場需求使用的聚合物是相當容易3D打（dǎ）印的材料，並且經FDA批準開用於植入物的：聚己內酯，而相應的陶瓷相材料則是羥磷灰石（shí），一種常見的鈣類（lèi）礦物。

如今，磷（lín）酸鈣、玻璃和聚（jù）合物（wù）被廣泛應用於組織工程中的骨再生和生物相容性功能材料（liào），因為它們與天然（rán）的骨組織非常相似（sì）。該項（xiàng）目的（de）首席研究員MercedesVila說，這些類型的材料就經過了不同（tóng）成型方法的設計以獲得所需形狀和大小的植入件和支架（jià）。

而將碳納米管加（jiā）入到可生物打印的材料混合（hé）物可以在生物“除部（bù）份大型裝備可以回收支（zhī）架中創造一個立體（tǐ）導電絡，當將這種支架植入受損的骨部位時，可以起到刺激（jī）的作用。這樣做的原（yuán）因，Mercedes解釋說，是現代技術可以將堅固性的材料與智能係統結（jié）合起來可以對外界刺激做出反應，從而加速骨整合過（guò）程。CNT是用單（dān）原子厚的石（shí）墨（mò）烯片卷起來所形成的非常長的細絲，其（qí）直徑僅幾納米。

Mercedes指出：某些類型的細胞行為，如粘附和分化，會受到電刺激的影響。因此，在材料表麵上創造一個正的或負的電荷（hé），或者一個直（zhí）接電刺激可以促進將帶電離子從環境中吸引到細胞上。這會改變他們的蛋白質吸附，並對細胞的代謝活動產生後續影響。因此，在植入生物材料之後使用電刺激可以有利於細胞粘附和分化，終加速了骨（gǔ）整合的過程。

這基本上意味著，如果將導電碳納米管加入3D打（dǎ）印的骨植入物中，可（kě）以刺激骨（gǔ）細胞的再生長。當然，現在僅（jǐn）僅是在體外（wài）和細胞水平上得到了證明，但前（qián）進的道路（lù）是明確的。而且，將碳納米管用於生物打印不會產生任何其它的問題，，因為它們是如此之薄，可以非常（cháng）自（zì）如地通過任何氣動注射器。實際上，這一技術大難題往往出現在如何找到CPL與羥基磷灰石混合物的合適粘度。

尋找的合適粘度，使其既能（néng）夠（gòu）通過注射器，同（tóng）時又能保持足夠的牢固性，以在室溫狀態下獲得3D打印的支（zhī）架，是相當複雜的。Mercedes承認（rèn），而且，一旦PCL和羥基磷灰（huī）石混合在一起，再加入CNT並使它們適當的分散（sàn）需要長時間的攪拌。