2023年1月9日，據(jù)魔猴網了解，來自馬德里Complutense大學的研究人員提出，3D打印可以在骨組織再生中發(fā)揮重要作用，生產抗菌的支架，在其上生長骨骼。

△論文圖片摘要

這項由Sandra Sánchez-Salcedo、Ana García、Adela González-Jiméneza和María Vallet-Reghi等人領導研究，以題為“Antibacterialeffect of 3D printed mesoporous bioactive glass scaffolds doped with metallicsilver nanoparticles”的論文被發(fā)表在《Acta Biomaterialia》期刊上。

更多關于這個骨骼再生實驗的方法和結果的細節(jié)，你可以在這里找到進一步的信息，論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.10.045

骨骼作為結締組織，主要由活細胞、膠原基質和主要由鈣和磷酸鹽組成的礦物質組成。減少外傷造成的損傷和治療可能的后續(xù)感染是骨組織工程的主要挑戰(zhàn)之一。此外，由于植入式醫(yī)療器械數(shù)量的增加，植入物相關感染的數(shù)量也大幅增加。種植體相關感染的管理是一個嚴重的問題，具有重要的臨床和社會經濟意義。細菌在惰性材料表面和鄰近組織上形成生物膜的能力，導致對宿主防御和抗菌療法的敏感性降低。目前的治療通常涉及手術、全身應用抗生素甚至種植體切除術，導致額外的手術、延長的住院時間、高的繼發(fā)效應和增加的死亡率。

骨組織工程需要使用三維 (3D) 支架作為臨時模板，以保證骨組織再生的完整細胞定植。為了充分的細胞附著、增殖和分化，支架需要具有 3D 互連的多孔分層結構和合適的表面化學和形貌。自 20 世紀 90 年代以來，快速成型（RP）技術得到廣泛應用用于制造具有不同孔隙度的 3D 支架，這些孔隙率以前是計算機設計的。RP技術包括通過直接墨水書寫和擠壓獲得的細絲，從連接到墨盒的小針，逐層打印具有通過3D計算機輔助設計設計的形狀和尺寸的支架。

不幸的是，植入體內的支架被歸類為“外來異物”，這增加了引入細菌的風險，特別是在血液供應不足的地區(qū)。研究小組通過合成介孔生物活性玻璃的納米復合材料--即含有直徑在2至50納米孔隙的納米材料，然后在MBG基體中均勻地摻入金屬銀納米顆粒（AgNPs）以解決少骨組織再生中植入物相關的感染問題。化學摻雜是一種常見的手段，比如在半導體領域將雜質添加到半導體中，以改變其特性，基于金屬摻雜生物陶瓷 3D 支架的新型材料開發(fā)同樣是一個極具前景的研究方向。

△生物活性玻璃支架（A）溶膠-凝膠泡沫和（B）熔融衍生的凝膠-鑄造泡沫。(圖片來源：Jones和Hench, 2013)

這項研究使用了EnvisionTEC公司的3D Bioplotter?生物打印機，使用快速原型技術（RP）準備3D支架。一旦打印出來，支架被分別加入12孔Transwell板--一種可以培養(yǎng)細胞的孔板品牌。根據(jù)該研究，這些支架充當了 "臨時模板"，允許完整的細胞生長以促進骨再生。研究人員發(fā)現(xiàn)，由于銀離子釋放到介質中，3D支架具有抗菌特性。他們認為，由銀引起的這種抗菌特性可能在醫(yī)療保健和骨組織再生方面有潛在的應用，因為它減少了感染和細菌生長的風險。

烏干達政府在2022年11月發(fā)射的火箭中裝載了一臺生物打印機，以便于開展類似的3D生物打印實驗。他們的目標是在零重力環(huán)境下對組織進行實驗。

△3D打印技術通常應用于醫(yī)療用途。（圖片來源：Iaremenko Sergii / Shutterstock）

來源：南極熊