用于3D打印植入物的

国际研究人员继续克服骨再生技术的挑战，并在最近发表的“基于韧磷酸镁的3D打印植入物在马缺陷模型中诱导骨再生”中分享了他们的研究结果。当医生承担重建人体骨骼的任务时，通常需要一种不仅可以模仿人体组织而且可以生物降解的材料，使其适合与植入物一起使用。这种材料必须具有适当的机械性能，在许多情况下会带来进一步的困难。

当前的数据表明，植骨手术的年增长率为10％，因此医学科学家和研究人员比以往任何时候都更有动力开发新技术和使用新材料进行实验（通常与脚手架有关）。典型的支架由可能降解的材料组成，例如：

.羟基磷灰石，磷酸三钙或生物玻璃等陶瓷

.聚己内酯，聚乳酸-乙交酯等基于高分子的材料

.复合材料

通常使用各种不同的传统技术，使研究人员仍然要处理诸如下层结构，与机械性能有关的收缩以及为10mm以上缺陷创建支架的挑战等障碍。在这项研究中，研究人员转向使用陶瓷进行基于挤压的3D打印，同时探索了以前使用生物陶瓷与羟基磷灰石和聚己内酯或聚（乳酸-共-乙醇酸）进行3D打印的工作。

由于缺乏承重性能，以前的材料可能提出了挑战，由于更好的机械性能，导致研究人员探索聚合物-陶瓷复合材料。但是，由于聚合物掩蔽和较低的溶解度，可能会导致骨诱导性降低。磷酸镁水泥（MPC）和磷酸钙（CPC）中的金属离子显示出更好的骨再生潜力，研究人员说：“近来，由于磷酸镁（MgP）材料具有很高的体内溶解度和在生理条件下转化为低可溶性CaP相的可能性较小，因此引起了越来越多的关注。”

其他离子如Sr2 +进入CaP和MgP。材料也可以再生。在这项研究中，作者能够通过3D打印由磷酸镁制成的脚手架，并通过使用PCL（一种用于骨骼再生的常见热塑性材料）控制必要的性能。他们还添加了少量具有生物活性的Sr2 +离子，首先在基础和成骨培养基（体外）中评估材料，然后在马块茎缺氧症模型（体内）中评估材料。

最终，发现MgPSr和PCL可以显着改善体外培养的成骨反应，并被誉为“能够有效修复临界大小的骨缺损”，并且在马块茎模型内部植入了六个月。 30％（重量）的PCL消除了裂纹和过早失效，这是在有承重部位的情况下使用陶瓷的好处。然而，这项研究最成功的要点之一是MgPSr-PCL30复合材料的压缩力学性能“在天然松质骨范围内”。

在对马模型进行6个月的体内研究后进行组织学评估。 A）6个月后，MgPSr-PCL30支架内新骨（*）的组织学评估。代表性的苏木精和曙红，碱性品红/亚甲蓝染色的MMA样品，I型胶原蛋白（棕色区域）的免疫组织化学染色以及由MgPSr-PCL30支架（S）填充的缺损和空缺损的picrosirius红染色的组织切片。比例尺为50μm。 B）新形成的骨骼的EDX分析。邻近支架支柱的新形成骨骼的代表性BSE图像。 C）对新形成的骨骼和天然骨骼进行的钙和磷分析。 （要解释此图例中对颜色的引用，请参阅本文的Web版本。）

结果反映出牢固，稳定的支架以及用于组织工程和骨再生的可行系统。尽管在骨骼再生活动方面存在困难，但许多其他研究也很有希望，例如针对颌骨进行再生的研究，使用钛等其他材料以及制造其他复杂支架的研究。