能帮助修复受损膝盖的3D打印水凝胶，成本竟如此便宜
《3D打印世界》讯来自北卡罗莱纳州杜克大学的一组研究人员正在开发一种新的3D生物打印材料，在短短一天内可以生成可以移植的软骨结构。这种创新的cartilage-mimicking材料是由水凝胶混合物组成，可用于3D打印半月板修复膝关节劳损。
对于遭受膝盖损伤并需要在余生中穿戴支具的人来说，杜克大学的这则新闻无疑十分激动人心。项目仍处于初期阶段，研究人员演示了如何利用一台300美元的低成本3D打印机及生物相容性材料，来打印半月形结构，并植入到的塑料膝盖模型中。
膝盖半月板是一对基于软骨的“减震器”，位于大腿和小腿的骨头之间。从本质上说，他们负责在我们跳跃及运动时缓冲压力，来保护我们的骨头。但长期磨损及不正确的运动方式也会导致软骨受损疼痛，并可能导致关节炎等。
当前的治疗修复或替换受损半月板的方案是有限的，而且现有植入物并不像原来的软骨那样坚固，以及具有完全的生物兼容性。杜克大学所做的研究是希望提供一个合适的替代这些现有的治疗，并提供足够的生物相容性和强度。
在生物医学领域，随着生物相容性材料能组成类似软骨的分子结构，水凝胶的好处越来越明显。然而,仍然存在一些挑战与材料。“当前可用的凝胶在强度上不如真实的软骨；而且当它们从打印机喷嘴出来时会不成型，因为其成分大部分是水。”研究人员解释说。
杜克大学的研究项目是在3D打印层面解决这些挑战。团队的一位研究人员已经尝试混合两种不同类型的水凝胶在一起：一种坚硬而牢固，另一种柔软而有弹性。
团队通过使用“double-network”技术让这两种水凝胶结合在一起，最终得到有特定属性的生物材料。然后，通过向水凝胶中添加一种纳米黏合物，让水凝胶变得适合3D打印。研究人员解释，水凝胶混合物在喷头挤压下将变成液体，但一旦压力消失则会固化。
此外，这项研究还能够调整水凝胶不同部位的属性，例如让一端柔和，中间部分坚硬，这让植入物更仿真，而使用当前传统的成型技术是不可能的。
研究人员希望，在未来的一天，3D打印技术可以用来创建自定义形状的各种植入物，特别是半月板等部位的定制形状能够为病人带来很大的好处。
编译自：3ders.org
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