近日，魔猴網(wǎng)了解到，喬治城大學的一位研究人員正在開發(fā)一種由天然材料制成的3D打印骨移植材料，有望減少傳統(tǒng)金屬和合成植入物帶來的并發(fā)癥。這個問題影響著每年數(shù)百萬接受骨移植手術的患者。

醫(yī)學院生物化學、分子和細胞生物學副教授斯特拉·阿利佩爾蒂正在構建基于果膠（一種存在于膳食纖維中的天然物質(zhì)，尤其是在蘋果和柑橘皮等水果中）的移植物，以替代目前骨置換手術中仍然常見的金屬部件。

現(xiàn)有材料及其缺點

用于骨移植的金屬植入物感染和身體排斥的風險較高，并可能導致植入部位發(fā)炎以及周圍骨骼骨折；而取自患者或捐贈者自身身體的移植物雖然是一種更自然的選擇，但可能導致劇烈疼痛、新的骨折，而且并非總是成功。

阿利佩爾蒂說道：“我們的身體系統(tǒng)中沒有金屬。骨骼不是由金屬構成的，因此骨骼和金屬成功融合的幾率非常低，而且會阻礙骨骼的再生能力?！?/span>

果膠：骨組織工程的基礎

在阿利姆佩蒂的設計中，果膠被置于兩層羥基磷灰石之間，羥基磷灰石是一種天然存在于骨骼中的鈣磷化合物。這增加了移植物的密度和強度，同時還將活細胞植入其中，以促進愈合和營養(yǎng)輸送。與許多需要極端條件才能制備的合成材料不同，這種基于果膠的移植物可以在室溫下進行3D打印。

另一個顯著優(yōu)勢是果膠能形成更多孔的結構，從而更好地將營養(yǎng)物質(zhì)輸送到移植片的細胞。合成植入物試圖復制這種特性，并取得了一定的成功，但阿利佩爾蒂認為，天然方法仍然是更可取的。

她說：“果膠是兼容的。它是一種好東西。它不會傷害我們的身體。它使我們能夠挑戰(zhàn)其他使用有毒物質(zhì)或合成聚合物的方法。

這種方法還有其他好處，例如無需捐贈組織或復雜的外科手術。阿利佩爾蒂解釋說：“我們希望利用我們的技術制造新的移植骨。我們不想從患者身上取走任何東西。我們可以在不進行所有這些復雜手術，也不需要使用金屬和其他部件的情況下，制造出新的骨組織。”

阿利姆佩蒂目前的研究重點是面部骨骼和長骨（四肢中致密的骨骼，具有強大的力量），她已申請專利。她還致力于提高移植骨的耐久性和使用壽命，并力求根據(jù)患者的年齡、性別和骨密度差異來定制移植骨。

她說：“我們希望它成為一種個性化醫(yī)療工具。對于我、你和其他人來說，它不能一成不變，因為要考慮到所有參數(shù)，包括基因、性別和年齡差異。我希望這能創(chuàng)造一種新的范式，給骨科組織工程帶來新的轉變。”

編譯整理：3dnatives