据《人民日报》报道,西北工业大学王亚恩教授的3D打印主动仿生骨骼技术取得了突破性进展。该团队开发的3D打印活性仿生骨骼可以实现天然骨骼的高度组成,结构和机械性能。一致。活体动物实验表明,用这种技术生产的仿生骨骼可以“发育”成骨。它也可以使自体细胞在人造骨中生长,最终人造骨和天然骨将很好地生长并整合到动物的身体环境中。目前,该团队已经掌握了3D打印仿生骨骼,软骨和皮肤的技术。骨缺损是骨科诊所最常见的疾病之一。据统计,我国每分钟有7人因交通事故而严重残疾,每年约有1000万人患有骨缺损。骨缺损的修复和重建一直是国际临床问题。传统的金属和高分子材料具有术后并发症,如无法控制的仿生结构,不匹配的机械性能,较差的生物相容性,无发育功能,运动错位和磨损。特别地,没有生物活性的假体不能在人体中发育,并且不能与天然骨很好地整合,并且需要第二次外科手术修复。为了克服这个问题,科学家们做出了不懈的努力。随着3D打印技术的出现,使用生物陶瓷进行3D打印骨骼已成为最理想的骨骼填充材料。近年来,国外研究机构已经开发了3D打印生物陶瓷骨植入物医疗设备。然而,由于使用酸性粘合剂和功能梯度,该技术尚未实现陶瓷骨的完全降解,这将在植入后对患者造成严重的疼痛和其他副作用。 2004年,仍为博士学位的Wang Yanen。西部工业大学的一名学生将自己设定为“开发人造骨3D打印技术和设备”的目标。关于这个想法的起源,王亚宁坦率地说:“我母亲的腿有残疾。当时,我只是希望通过自己的努力来治愈她的母亲。”每当他看着没有改变自己行为的母亲时,他总是感到非常痛苦。 。由于传统的陶瓷骨骼和天然骨骼的性质仍存在很大差异,因此它们无法在动物体内获得良好的发育。为了解决这个问题,王亚恩首先开始印刷材料。羟基磷灰石目前是世界上通用的类人骨材料。然而,如何粘结粉末状羟基磷灰石一直是一个问题。由于在国外使用酸性粘合剂,给植入物带来了术后疼痛。王亚恩说:“也许在从事化学的人的眼中,很容易找到可以与羟基磷灰石结合的材料。但是,一旦这个问题仅限于在人体上进行3D打印和应用,它将变得极为复杂。首先,粘合剂主要是具有高粘度和表面张力的有机化合物。如何使它们通过直径仅为20μm(微米)的打印机喷嘴(大约等于人发的大小)已成为最大的问题。同时,这种粘合剂必须是动物甚至人类环境可接受的。为了找到这种合适的粘合剂,王亚恩尝试了数百种不同的方案,并用破损的喷嘴装满了几个大盒子。最后,他发现了一种具有与生物环境相似的pH值且不会堵塞喷嘴的良好性能的粘合剂。经过多年的探索,王亚恩和他的团队已经能够根据不同个体骨骼的特征,例如羟基磷灰石,粘合剂,细胞液和蛋白质液(生长因子),科学地匹配印刷材料。最适合植入人体的人造仿生骨。天然骨骼不仅在外观上非常不规则,而且其内部结构也更加复杂,不同部位的密度不同。使人造骨在结构上模仿天然骨是极具挑战性的。 Wang Yanen发明了活性生物陶瓷仿生骨的3D打印技术,解决了“如何打印”的问题。问题。首先,使用激光扫描打印的物体切片,以恢复物体的宏观和微观结构。在配套材料的过程中,撒粉和印刷。传统的3D打印具有单一的材料,一致的密度,单一的粉末和均匀的粉末散布,这对我来说很难