陳根：3D打印活細胞骨骼結構，原位修復骨骼組織_風聞

文/陳根

3D打印技術承載了人們對未來製造模式的想像，是數字時代人類技術積累到一定階段所孕育出來的新技術，尤其是在醫療領域。

組織工程支架中層次結構、化學和功能活性的整合對於模擬天然骨組織非常重要。骨骼****是一種高度礦化的組織，在環境條件下，在有骨細胞存在的情況下，通過有機基質中礦物相的連續結晶而形成。儘管近年來在複雜工程組織的生物製造方面取得了一些進展，但骨微環境異質性的複製一直是構建仿生骨支架的主要挑戰。

在這樣的背景下，受骨生物礦化過程的啓發，悉尼新南威爾士大學的研究人員開發了一種陶瓷墨水，這種墨水可以讓外科醫生3D打印出帶有活細胞的骨骼部分，這些活細胞可以用來修復受損的骨組織。

研究人員們利用3D打印機部署了一種由磷酸鈣組成的特殊墨水，開發了一種新技術，稱為細胞懸浮液中的陶瓷全方位生物打印（COBICS），使他們能夠打印出在水中幾分鐘內硬化的類骨結構。

新南威爾士大學化學學院的伊曼·魯哈尼博士表示，雖然3D打印模擬骨骼結構的想法並不新鮮，但這是第一次在室温下製造出這種材料**，並且沒有受到化學物質的輻射**。

這項技術不可謂不獨特，醫護人員可以直接把它擠壓到有細胞的地方，直接進入含有細胞、血管和脂肪的骨骼，並且在該區域打印出一個已經含有活細胞的類似骨骼的結構，以形成一種化學結構類似於骨骼構造塊。

**而****在生物環境中，這種轉化是快速的、無毒的，只有當墨水暴露在體液中時才開始，這將為外科醫生提供充足的時間。**而要知道，這項發明之前，如果需要骨質材料來修復特定患者的骨組織，醫務人員必須進入實驗室使用高温爐和有毒化學品製造結構，並且在實驗室裏製作出材料後，再拿到臨牀上，必須進行大量清洗，然後在其中加入活細胞。

新的技術則是在有活細胞的地方直接擠出材料，就像患者骨骼中的空腔，該結構可以在該區域中直接打印出已經含有活細胞的材料。當墨水與含有活細胞的膠原物質結合時，就可以原位製造骨樣組織，這將適用於骨組織工程應用、疾病建模、藥物篩選以及骨和骨軟骨缺損的原位重建。

或許，3D打印機成為手術室標配的那一天已經不再遙遠。