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青岛3D打印生物(wù)压電(diàn)打印的潜力
发布时间:2023-07-28    浏览人次:249次
近年来,生物(wù)工程与青岛3D打印的结合给医學(xué)领域带来了显着的进步。这些技术具有(yǒu)巨大潜力的领域之一是骨再生。人體(tǐ)骨骼具有(yǒu)一种独特的特性,即压電(diàn)性,使它们在受到压缩或拉伸时能(néng)够产生電(diàn)荷。这种现象对于骨修复、促进细胞代謝(xiè)和新(xīn)骨形成起着至关重要的作用(yòng)。尽管有(yǒu)这些天然的好处,但目前的增材制造支架往往忽视了有(yǒu)效骨再生所需的基本電(diàn)微环境。然而, 《國(guó)际极限制造杂志(zhì)》上发表的一项开创性研究揭示了3D/4D打印生物(wù)压電(diàn)支架的前景,為(wèi)下一代骨组织工程提供了一种变革性方法。



人體(tǐ)骨骼中的压電(diàn)一直是骨骼再生的成熟机制。这一发现為(wèi)研究人员探索无铅生物(wù)压電(diàn)材料开辟了新(xīn)途径,该材料具有(yǒu)优异的可(kě)加工性、生物(wù)相容性和多(duō)细胞诱导性。由这些材料衍生的生物(wù)压電(diàn)支架表现出诱导骨细胞分(fēn)化、促进血管细胞募集、甚至有(yǒu)助于神经细胞修复的显着能(néng)力。该支架最令人印象深刻的特点在于其微创或无创重建策略,允许使用(yòng)可(kě)编程超声或磁治疗来调节时间線(xiàn)、持续时间和强度的體(tǐ)内電(diàn)刺激。


概述通过 DIW、FDM、BJ、SLS、DLP 和 TPP 等 3D/4D打印方法创建的智能(néng)生物(wù)压電(diàn)支架作為(wèi)骨组织工程有(yǒu)前途的替代方案的潜力


3D打印技术(称為(wèi)四维 (4D) 打印)的重大进步进一步增强了生物(wù)压電(diàn)支架的潜力。这种4D打印涉及创建结构,这些结构表现出响应外部刺激的时间依赖性功能(néng)转移行為(wèi)。因此,4D功能(néng)转换生物(wù)压電(diàn)支架提供了可(kě)编程的電(diàn)生理(lǐ)微环境,可(kě)显着帮助组织再生。

尽管这项技术前景广阔,但当前的3D/4D打印能(néng)力与生物(wù)压電(diàn)支架的临床要求之间仍然存在显着差距。為(wèi)了弥补这一差距,结合材料科(kē)學(xué)、机械工程和生物(wù)工程的多(duō)學(xué)科(kē)方法至关重要。来自骨科(kē)、口腔医學(xué)和肿瘤學(xué)等各个医學(xué)领域的专家的合作研究已经在进行中,以释放这些智能(néng)生物(wù)压電(diàn)支架的全部潜力。


熔融沉积建模 (FDM) 原理(lǐ)图和其他(tā)潜在的生物(wù)压電(diàn)支架4D打印策略

香港城市大學(xué)著名专家陆健教授表示相信这一突破的革命性影响。“通过多(duō)學(xué)科(kē)研究的协作努力,3D/4D打印有(yǒu)望很(hěn)快充分(fēn)发挥其在為(wèi)下一代组织工程创建智能(néng)生物(wù)压電(diàn)支架方面的潜力。 此外,我们还可(kě)以从 智能(néng)制造、仿生医學(xué)、机器學(xué)习等一些前沿技术中汲取灵感,进一步推动该技术的临床应用(yòng)。”

开创骨组织工程时代

通过有(yǒu)效弥合当前能(néng)力和临床需求之间的差距,我们可(kě)以预见医學(xué)治疗的新(xīn)时代,為(wèi)患者提供改善的骨修复和恢复,最终改变再生医學(xué)的格局。借助这些智能(néng)支架,患者可(kě)以期待个性化且高效的骨修复解决方案,从而迎来新(xīn)一波具有(yǒu)改变生活潜力的医疗治疗浪潮。

生物(wù)工程、3D打印和各类医學(xué)专家之间的合作為(wèi)更光明的未来铺平了道路,使骨再生变得更加高效、易于实现且以患者為(wèi)中心。随着技术的进步和研究人员不断探索3D/4D打印生物(wù)压電(diàn)支架的潜力,随着我们接近骨组织工程突破性时代的尖端,未来看起来越来越有(yǒu)希望。