匹兹堡大学研发3D打印修复断骨技术获突破_医疗健康

2015

10/08

10:55

天工社医疗健康

如今，断胳膊断腿似乎都不是很严重的问题，因为大部分都很容易医治，对伤者不会造成任何持久的影响。但是，有时候一些严重的伤势，往往需要在患者体内打上钢钉之类的帮助受伤骨愈合。这些植入物长时间留在人体内，有时候会产生比较严重的副作用，比如感染、关节炎等。为此，美国匹兹堡大学的研究人员一直在努力寻找一种方法来使用3D打印技术，以便更好地修复断裂，断裂的骨头，而无需使用金属钉之类的。近日，他们似乎已经找到了解决方案。

该校工程学教授Prashant Kumpta和他的团队开发出用镁和铁的合金制成的一种类似腻子似的材料，这种材料可以根据骨折的实际情况通过增材制造技术制成特定形状，然后植入伤处以辅助骨骼恢复。而且这种腻子似的材料不仅能够帮助修复骨骼，而且能够在骨骼愈合的同时自行溶解，当骨骼完全恢复之后它也就溶解完毕，不留下任何痕迹。

据了解，这种腻子似的材料，是用一种专有的水基液体加上由磷酸钙组成的白色粉末，再加上一种保密的成份混合而成的。目前，这种材料已经成了研究团队工作的重点，研究人员希望该材料能够与3D打印技术相结合在医学领域产生更多的应用。

Kumpta教授的这项研究得到了各路资金的大力支持。据统计，该项目先后得到的研究资金包括美国国防部的400万美元、美国国立卫生研究院的120万美元和宾夕法尼亚州的50万美元。另外，因为围绕着该材料和相关3D打印技术的研究，匹兹堡大学还获得了来自美国国家科学基金会（NSF）的300万美元以及America Makes的29.5万美元的资金支持。

Kumpta解释说，在开发这种“腻子”材料过程中所面临的最大挑战，是要找到一种成分和材料，既不会伤害人的身体，又能够积极帮助新骨细胞的修复和生长。除此之外，这种材料还需要在合适的时间内被溶解掉，而且这种溶解的过程还不能在新的骨细胞硬化以前完成。

目前这种“腻子”材料已经在兔子和大鼠身上完成了初始测试，Kumpta发现，在兔子身上，新骨细胞的生长和腻子材料的溶解总共花了大约8周的时间。

研究团队的下一步就是要将这种材料报送美国食品药品管理局（FDA）批准。Kumpta相信这不会是一个问题，因为该材料的所有的成分组成都是已被FDA批准过的。目前，匹兹堡大学已获得该材料的专利，而且已授权一家外部公司，并通过该公司正在开展临床前试验。

另外，研究人员也正在研究将镁合金用于3D打印支架。镁可以被人体吸收，并拥有与谷歌相似的性质，因此是一种辅助断骨愈合的理想材料。令人兴奋的是，研究人员已经找到一种方法来决定镁合金在骨折处溶解的速率。

由于镁还没有得到FDA的批准，因此相对比较难以商业化。但是Kumpta相信它的使用可能是非常有益的，尤其是对于那些更为严重的骨折或骨断裂患者。镁合金支架搭配这种“腻子”材料可能意味着严重的骨折可以更有效地处理，而无需后续手术以除去目前用于治疗严重骨折的金属板。

来源：天工社

标签