科學家將混合生物墨水用來3D打印結構有助於修復受損的膝關節軟骨
據外媒New Atlas報導,人類的膝蓋容易受傷或隨著年齡的增長而磨損,往往最終需要進行手術。現在,研究人員已經創造了新的混合生物墨水,可以用來3D打印結構,以取代膝蓋中受損的軟骨。
半月板是在脛骨關節面上內側和外側的半月形狀骨,在膝蓋中形成C形緩衝,可以增加關節的穩定性。半月板很容易受到運動損傷的影響,但也會隨著年齡的增長而磨損,如果情況特別嚴重,有時唯一能做的就是通過手術切除一些受損的半月板。
在新的概念驗證研究中,維克森林再生醫學研究所(WFIRM)的研究人員展示了一種3D生物打印的新方法,可以同時創建軟骨和支持結構。該團隊使用了綜合組織和器官打印系統(ITOPS),該系統在過去的研究中曾被用於打印複雜的組織,如骨骼、肌肉甚至耳朵。
這次,研究人員將幾種生物墨水一起使用,以交錯的交叉圖案逐層打印整個纖維軟骨組織。第一種是果膠和纖維蛋白原的複合墨水,這種墨水可以鼓勵人體自身的細胞重新繁殖。第二種生物墨水是一種絲纖維素甲基丙烯酸酯,它有助於保持結構的強度和彈性。
在使用豬細胞進行的實驗室測試中,該團隊發現,細胞能夠增殖並保持活力,而結構本身則保持了生物力學性能。後續實驗是將打印的結構植入小鼠體內,術後10週的觀察顯示,小鼠開始再生出自己的纖維軟骨。
研究小組表示,還需要進行更多的研究,以調查身體對植入物可能會有什麼樣的反應,是否能恢復關節的功能,當然結果是否能轉化為在人類身上進行。
該研究發表在《材料化學》雜誌上。