新“墨水”可3D打印活細胞骨骼

澳大利亞新南威爾士大學的科學家開發出一種陶瓷基“墨水”，

可讓外科醫生3D列印出帶有活細胞（用於

修復受損的骨組織）的骨骼。

據悉，研究人員使用一種由磷酸鈣製成的特殊墨水，結合3D印表機，開發了一種名為“全方位陶瓷細胞懸浮液生物列印”(COBICS)的新技術，能夠列印出骨骼結構，將這些結構放入水中幾分鐘就會變硬，並轉變成機械互鎖的骨納米晶體。3D列印仿骨結構的行為並不新鮮，但是新南威爾士大學──悉尼分校的方法允許該過程首次在室溫下完成。這意味着可以在醫療室內當場創建骨骼，並使用患者自己的活細胞。

新南威爾士大學化學學院的伊曼 · 魯哈尼博士說：“這種墨水的成分可在水性環境實現納米結晶，利用凝固機制將無機墨水轉變為機械互鎖的骨磷灰石納米晶體。”它形成的化學結構類似於骨骼構造，當墨水與含有活細胞的膠原物質結合時，可以形成類似骨骼的組織。墨水配製及其在生物體內的轉化快速且無毒，並且僅在其處於生物環境，如體液中才會轉化，能夠為外科醫生提供充足的工作時間。魯哈尼博士稱，這是一項獨特的技術，雖然3D列印仿骨結構的想法並不新鮮，但這是第一次可以在室溫下創造出這種材料——具有活細胞，而且沒有刺激性化學物質或輻射。

與魯哈尼博士共同開發這項突破性技術的副教授克里斯多夫 · 基利安說：“這項技術最酷的是，我們可以直接把墨水擠壓到有細胞的地方，比如病人骨頭上的一個洞，使其直接進入含有細胞、血管和脂肪的骨頭裏，並在該區域列印出已經含有活細胞的類骨結構。目前沒有任何技術可以做到這點”

據科學家稱，為特殊墨水形成的化學結構類似於骨骼構造塊。油墨的配製方式使得該轉化在生物環境中快速，無毒，並且僅在油墨暴露於體液時才開始轉化，從而為最終用戶（例如外科醫生）提供了充足的工作時間。

將活細胞變成3D列印結構的一部分，是3D列印技術的一大進步。這項技術很適合骨缺損原位修復的臨床應用，如創傷、癌症或大塊骨組織缺損，還可用於疾病建模、藥物篩選等，非常便捷。未來有一天，3D印表機可能會成為手術室的永久性固定裝置。接下來，研究人員將在動物模型上進行體內試驗，觀察類骨結構中的活細胞在植入骨組織後是否會繼續生長。相關研究發表在近日的學術期刊《高級功能材料》上。

水 登