3D列印活組織可以治癒關節損傷和消除關節炎

更新時間:2022-05-01 12:32:38 所屬欄目:關節 作者:吳宛妤

摘要:令全世界數百萬人飽受痛苦的關節炎,幾乎十分之一的人將在其一生中與之抗爭。關節炎的作用是分解關節中發現的軟骨組織,導致僵硬和腫脹,導致患者出現疼痛和不適。然而,在荷蘭烏得勒支大學醫學中心,JosMalda教授和研究團隊創建了一個3D列印生物材料,可以讓受損的關節自愈。生物列印的組織

令全世界數百萬人飽受痛苦的關節炎,幾乎十分之一的人將在其一生中與之抗爭。關節炎的作用是分解關節中發現的軟骨組織,導致僵硬和腫脹,導致患者出現疼痛和不適。然而,在荷蘭烏得勒支大學醫學中心,Jos Malda教授和研究團隊創建了一個3D列印生物材料,可以讓受損的關節自愈。生物列印的組織可以植入活體關節,最終成熟為新組織并且表現得像健康的軟骨。

盡管像干細胞這樣的生物材料已經適用于3D列印,但是在確保滿足細胞構建的適當條件方面存在困難。水凝膠是用于遞送活組織的可行材料,但它們也不能承受一些組織一旦植入體內就面臨的機械負荷。

身體組織非常復雜并且由各種不同的細胞類型組成,這使得制造出來的難度大大提高。但生物列印技術的進步正在幫助解決研究人員多年來面臨的困難,這種技術可以從一系列基于油墨的材料中列印更復雜和更具治療性的生物材料。這一發展可能標志著向加強移植和其他外科手術的生物組織的按需接入的重要一步。

因此,荷蘭研究小組正在試驗不同的添加劑材料,這些材料可以強化水凝膠,使其成為替代軟骨。研究人員正在使用一種稱為熔融電解的3D列印工藝,它將熔化的聚己內酯與電場結合在一起,形成與一縷頭發一樣薄的纖維。

「水凝膠與纖維的結合起協同作用,使復合物的強度增加50倍以上,同時仍允許細胞產生細胞外基質并成熟為軟骨樣組織,」。研究人員目前正在努力擴展他們的方法以開發更大的結構,并且還將嘗試使用不同的材料來組合骨和軟骨組織替代品。他們的工作的最終目標是最終3D列印完整和功能性的關節。

生物列印以后將有兩個主要應用。首先作為再生醫學中新組織和器官的來源。其次,作為更好地了解人類疾病和測試針對此類疾病的新藥的安全性和有效性的工具,這是生物列印如何發展到人類植入物即將安全和兼容的又一個例子。這一發展也突出了生物列印組織的另一個重要領域:研究。

通過個性化的3D列印醫療,研究人員將能夠提高他們的發現并為需要的人們開發更好的醫療解決方案。我國也在不斷與國際接軌,用世界最先進位造(3D列印)方法研發生產國際水平的金屬植入物,從而達到進口替代的目的。

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