科学家3D打印出珊瑚仿生骨移植替代品，仅需2-4周即可长出新骨

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2024年12月8日，来自斯旺西大学的研究人员受到珊瑚的启发，开发出了一种革命性的 3D 打印骨移植替代品，这种替代品在修复后可在体内自然溶解。这项研究由斯旺西大学医学院的夏志道博士领导，与科学与工程学院的同事和几位外部合作伙伴合作，已获得专利并以题为“Rapid assessment of the osteogenic capacity of hydroxyapatite/aragonite using a murine tibial periosteal ossification model”的论文发表在《生物活性材料》杂志上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.11.025

骨折、肿瘤和不愈合损伤等疾病引起的骨缺损是全球范围内导致残疾的主要原因之一。传统上，医生使用患者自己的骨头（自体移植）或捐赠的骨头（同种异体移植）来填补这些缺口。然而，这些方法面临着诸多挑战，包括供应有限、感染风险和道德问题。

研究团队利用3D打印技术，开发出一种仿生材料，模仿珊瑚转化骨移植替代品的多孔结构和化学成分，与人体骨骼近乎完美地融合，并具有多种优势，包括仅在2至4周内就能长出新骨；能够与机体完美整合，材料在增强再生后6至12个月内自然降解，只留下健康的骨骼；并且大批量生产时具有成本效益。

△用于快速评估成骨作用的鼠类动物模型

△实验设计

在临床前体内研究中，该材料显示出显著的效果——在 3-6 个月内完全修复骨缺损，甚至在 4 周内触发一层新的强壮、健康的皮质骨的形成。

目前市场上大多数合成骨移植替代品的性能都无法与天然骨相媲美——要么溶解时间过长，要么整合性不佳，要么引起炎症等副作用。这种新材料通过在结构和生物行为上与天然骨非常相似来克服这些问题。

夏博士说：“我们的发明弥补了合成替代物和供体骨骼之间的差距。我们已经证明，3D打印技术有可能创造出一种安全、有效且可扩展的材料来满足全球需求。这可能会结束对供体骨骼的依赖，并解决骨移植中的道德和供应问题。”

△左图：植入体内 4 周的 3D 打印材料图像。照片使用扫描电子显微镜拍摄。图片来源：夏志道博士。右图：珊瑚照片。图片来源：Jesus Cobaleda。

这样的创新不仅有望改善患者的生活质量，还可以降低医疗成本并为生物医学行业提供新的机遇。

斯旺西大学团队目前正在寻求与公司和医疗保健组织合作，将这项改变生活的技术带给世界各地的患者。此项研究由英国斯旺西大学、中国华中科技大学、中国襄阳市中心医院、美国约翰霍普金斯大学医学院、英国牛津仪器纳米分析公司、加拿大麦吉尔大学、英国开放大学、美国罗切斯特大学、英国牛津大学和英国谢菲尔德大学共同完成。