代爾夫特理工大學(xué)的工程師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用基于擠壓的3D打印來(lái)制造由多孔鐵制成的臨時(shí)性骨植入物。就像鎂或鋅一樣，多孔鐵是可生物降解的，這意味著它具有巨大的潛力，可以作為臨時(shí)的骨替代物，隨著新的骨骼再生長(zhǎng)而降解。通過(guò)重新吸收到體內(nèi)，臨時(shí)植入物可減輕長(zhǎng)期發(fā)炎的風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)期發(fā)炎通常與金屬（如鈦）制成的永久性骨植入物有關(guān)。

該研究的主要作者Amir A. Zadpoor指出：“與用于骨植入物的其他可生物降解金屬或聚合物相比，鐵具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，從而可以設(shè)計(jì)和制造用于治療關(guān)鍵性骨的多孔結(jié)構(gòu)。

多孔鐵支架的SEM成像。圖片來(lái)自TU Delft。

不太可能的技術(shù)選擇

因此，代爾夫特團(tuán)隊(duì)選擇嘗試他們自己專用的基于擠壓的設(shè)置。Zadpoor補(bǔ)充說(shuō)：“我們希望驗(yàn)證采用基于擠壓的3D打印來(lái)制造多孔鐵的可行性，并探索解決散裝鐵的基本問(wèn)題的潛力，散裝鐵具有非常低的生物降解率，同時(shí)還能保持其他重要特性（例如結(jié)構(gòu)完整性）和骨骼愈合期間的機(jī)械性能?！?/span>

3D打印，燒結(jié)和測(cè)試多孔鐵骨植入物。圖片來(lái)自TU Delft。

該小組的方法涉及將聚合物溶劑與鐵微?；旌?，制成復(fù)合油墨。一旦支架結(jié)構(gòu)被印刷，就將它們加熱以燃燒掉聚合物，從而留下鐵。然后將剩余的鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)一步熱處理以將其燒結(jié)成多孔固體。Zadpoor和他的同事將他們印刷的多孔支架浸入經(jīng)過(guò)特殊配制的模擬體液中，并確定了此植入物有很高的生物降解率，鐵每28天損失7％的質(zhì)量。研究小組還發(fā)現(xiàn)腐蝕發(fā)生在植入物周圍甚至內(nèi)部，但是它們的機(jī)械性能仍然與人體骨骼保持一致。

體液浸沒(méi)前后的3D打印骨植入物。圖片來(lái)自TU Delft。

盡管鈦在很大程度上被認(rèn)為是植入骨的首選金屬，但增材制造研究人員正在不斷證明其他材料對(duì)于該應(yīng)用的適用性。去年下半年，斯科爾科沃科技學(xué)院的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新穎的3D打印個(gè)性化陶瓷制成的骨植入物的方法。與Delft植入物非常相似，Skolkovo植入物具有大孔，使它們能夠更好地與有機(jī)組織融合。

在其他地方，研究人員先前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了基于納米粘土的3D生物打印支架，用于輔助骨骼再生。向置換骨的支架中注入人骨髓基質(zhì)細(xì)胞和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，進(jìn)一步促進(jìn)了骨的生長(zhǎng)。