最新型生物墨水印製骨骼結構只要幾分鐘活細胞3D列印助修復顱骨損傷

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-11-18

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澳洲研究人員開發特殊墨水，可3D列印含有活細胞的骨骼結構。圖／網路

以生物墨水進行3D列印，是治療顱骨損傷的理想方案。圖／網路

科學家使用含有活細胞的墨水修復骨骼。圖／網路

研究人員使用細胞懸浮液陶瓷全向生物列印技術，印製所需的仿骨結構。圖／網路

編譯／韋士塔

3D列印技術在醫療領域日益受重視，尤其是植入物，因為醫師、科學家能運用3D列印技術，為患者量身訂做生物醫學裝置。近來，澳洲新南威爾斯大學（UNSW Sydney）的研究團隊開發出一種陶瓷墨水，能讓外科醫師以活細胞3D列印仿骨結構，修復受傷的骨骼。

科學家使用磷酸鈣製成的特殊墨水，搭配3D列印機，開發一種稱為「細胞懸浮液陶瓷全向生物列印」（COBICS）新技術，只需幾分鐘就能在水中印製類似骨骼的結構。

參與這項研究的再生醫學研究所生醫科學助理教授雪穎（Dmitriy Sheyn）表示，他們使用的生物墨水能有效幫助細胞存活並形成新的骨細胞，對顱骨受傷的患者來說是一大福音。雪穎指出：「臨床上，治療顱骨損傷是一項重大挑戰。我們開發的創新技術，很可能成為極有效的解決方案，滿足顱骨重建的需求。」

雪穎表示，顱骨損傷患者目前最普遍的治療方案，是使用骨頭或合成材料進行移植，以修復傷口。儘管使用患者自己的骨頭是最佳選擇，但供體部位的發病率偏高，讓這種治療方案的成效受限；此外，使用鈦或聚合物等合成材料，非常容易引發感染及併發症，特別是兒童患者。

研究人員指出，3D生物列印是因應顱骨損傷的潛在解決方案，可使用不同的生物材料製造支架，模擬損傷部位的形狀及尺寸，以取代或修復顱骨。

然而，3D生物列印的材料仍不盡理想；雪穎說：「3D列印確實能夠製作所需的形狀，但我們無法用細胞進行列印，因為列印技術與細胞不相容，但這些細胞才能真正幫助傷口癒合及修復。」

參與研究的魯哈尼（Iman Roohani）博士表示，許多科學家均嘗試以3D技術印製仿骨結構，但他們開發的技術，能在室溫下製造這種含有活細胞的材料，且不需使用輻射或刺激性化學物質。目前為止，仿骨材料必須在實驗室使用高溫爐及有毒化學物質來製作。

研究團隊成員奇里安（Kristopher Kilian）副教授表示，他們開發的技術最大特點是讓活細胞融入3D列印的結構，且容易操作；他說：「我們使用3D列印機印製乾燥的材料，接著能添加活細胞。我們還能直接在患者的骨頭受損部位注入這種生物墨水，印製仿骨結構，目前還沒有其他技術能做到這一點。」

奇里安表示，外科醫生及醫療器材製造商對這種新技術深感興趣。他們的研究仍處於早期階段，但這種全新仿骨結構列印技術，可能成為治療及修復骨組織的新方法。

他說：「這項突破奠定了全新治療方案的基礎，或許未來某個時候，需要進行骨骼移植的患者只需前往診所，醫師就能使用3D列印機器完成治療；這很可能顛覆當前的療法，為患者減輕痛苦，拯救更多生命。」

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