研究人员用陶瓷3D打印机打印出骨骼替代物

近日，莫斯科多家科研机构的科研人员共同合作，在3D打印骨骼替代物方面获得了技术突破，并发表了名为《磷酸八钙骨替代物的3D打印》的论文。

目前，学术界已经普遍接受3D打印骨是制造骨替代物以及为促进新的组织和骨骼生长搭建支架的一种非常有效的方法。而在该篇论文中，研究人员们则提出了一种相对简单的方法，通过将喷墨式打印与打印后表面处理相结合，以磷酸八钙为材料3D打印出复杂的形状。

“复杂的结构和天然骨的属性限制了能够用于定制植入物或支架的合成材料和制造技术的范围。目前，这个问题可能通过3D打印技术来解决。”研究人员写道。

3D打印对于处理这样具有几何复杂性的问题颇具优势，它具有可重复性，易于定制，受到越来越多的医疗应用的青睐。而作为人类骨骼替代物质的合成磷酸钙技术，其发展已经具备了在显著的骨缺损区域建造替代结构的条件。

科学家们在研究中选择了由微孔性陶瓷颗粒构成的磷酸八钙（OCP）材料，这种材料制成的替代物较易实现与人体相容并且在移植后激发骨再生能力的效果。

目前，在3D打印陶瓷领域有两种主要的技术。第一种是使用混合材料进行化学固化，然后再对打印对象进行高温处理；第二种则利用逆矩阵打印，并烧掉支撑材料。研究人员认为第一种方法最合适。

研究团队根据自己的需要设计、定制了一台3D打印机，这台打印机能够在一个很小的打印床（60×60×60毫米）上使用陶瓷材料逐层构建3D对象。打印床的面积小，意味着研究人员可以快速、廉价地研究各种工艺和材料的组合。

但是这项研究的结果并不是很完整。因为一般植入物的缺陷需要半年以后才能显现，届时还需要进一步的研究才能更好地了解这种问题的根源，并找到解决的办法。

“我们的研究结果表明，3D喷墨与打印后处理相结合是一种很有前途的方法，有望克服目前在高效、快速制造个体结构以引导骨再生上遇到的限制。”