骨缺损是骨科临床最常见的疾病之一。在病理过程中所造成的骨缺损，如创伤、炎症、骨病等因素所造成粉碎骨折、开放骨折大块骨组织缺损，炎症所致的骨坏死脱落分离，骨梗死或骨缺血性坏死所致大片骨坏死所造成的缺损等，这些都属于疾病所造成的骨缺损。而手术所造成的骨缺损是人为的因素所致。我国每分钟就有7人因交通事故导致严重伤残，每年约有1000多万骨缺损患者。

　　目前，随着显微外科技术、骨外固定技术、生物材料与骨组织工程技术等的不断发展，Masquelet技术的应用逐渐增多，通过技术的改进及与其他相关技术的结合，使得临床治疗大段骨缺损取得了很大的进步。但是，骨缺损修复重建一直是国际临床难题。

　　

　　再生医学网获悉，西北工业大学汪焰恩教授团队近日在英国《聚合物》（Polymer）杂志发表论文称，他们研制的3D打印活性仿生骨可在生物体内“发育”，做到与自然骨的成份、结构、力学性能达到高度一致，已经到了“以假乱真”的程度。

　　“传统金属、高分子材料存在仿生结构不可控、力学性能不匹配、生物相容性差、无发育功能、运动错位、磨损等术后并发症。尤其是没有生物学活性的假体，无法在人体内发育，不能与自然骨良好地融合，需要二次手术修复。”汪焰恩教坦言。

　　汪焰恩团队研制的3D打印仿生骨，最核心的技术就在于“仿生”。由于传统陶瓷骨与自然骨的各项性能仍有较大差异，不能实现在动物体内的良好发育。为解决这一问题，汪焰恩首先从打印材料入手。羟基磷灰石是目前世界通用的仿人骨材料，然而，如何将粉末状的羟基磷灰石黏合起来，一直是个难题。国外就是因为采用了酸性黏结剂，而给被植入者带来术后痛苦。黏结剂大多是黏稠和表面张力大的有机化合物，如何让其通过直径只有20微米、近似于头发丝那么细的打印机喷嘴，成为最大的难题。同时，这种黏结剂还要能被动物乃至人体环境所接受。为了找到这种合适的黏结剂，汪焰恩共试验了上百种不同的方案，用坏的喷嘴装满了好几个大箱子。终于，他找到了一种酸碱度类似于生物体环境，且性质良好不会堵塞喷嘴的黏合剂。经过多年探索，汪焰恩和他的学生已经能将羟基磷灰石、黏合剂、细胞液、蛋白液（生长因子）等按照不同个体的骨骼性质，对打印材料进行科学配比，从而打印最适合被植入个体的人造仿生骨。

　　据悉，自然骨不仅外观形态非常不规则，而且其内部结构也比较复杂，不同部位的密度不一。想要让人造骨在结构上模仿自然骨，是极具挑战的。汪焰恩发明了活性生物陶瓷仿生骨3D打印技术，解决了“怎么打”的问题。　

　　在配比材料、铺粉打印环节，传统3D打印的材料单一、密度一致、粉体单一、铺粉均匀，难以满足仿生骨的打印需求。汪焰恩不仅研制了一套打印控制系统，还攻克了打印的关键机械技术。这套设备独创的常温压电超微雾化喷洒技术，突破了细胞液、蛋白液喷洒速度、喷洒量难以精细控制的技术瓶颈，处于国际先进水平。

　　动物试验表明，仿生骨在植入动物受体体内后，能够很好地发育，也就是通过受体的新陈代谢，使自体细胞在人造骨中生长，并最终完全长成自体骨。在西北工业大学与中国人民解放军空军军医大学的联合动物试验中，尚未发现排异反应的案例。经过检测，该3D打印活性仿生骨与天然骨成份、结构、力学等性能达到高度一致。与其他类似3D打印技术相比，具有明显的技术优势。　

　　汪焰恩透露：“下一步，我们将继续探索真皮层中汗腺、毛囊、皮脂腺等结构的稳定打印技术，做到与自然皮肤非常接近。”据悉，目前，他们在3D打印兔子皮肤的植入试验中，仿生皮肤比自体皮肤愈合时间短25%。

　　再生医学网认为，骨组织工程技术在近几年逐渐成熟开展起来，例如，骨组织工程支架可负载生物活性物质，诱导骨及血管形成，从而修复疾病导致的骨缺损。目前可应用在骨组织工程支架中的材料较多：聚合物材料、生物陶瓷、金属材料等。3D打印技术作为新型技术，可将数字信号转变为物理实体，有着高度柔性与快速性等特点，在骨支架制造中有不错的应用前景。未来，也许这项技术能为骨缺损、皮肤损伤等患者带来治愈希望。再生医学网将持续关注。

　　（备注：部分文字源自科技日报。图片源于网络。）