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科学家研发3D打印软骨新方法治疗关节炎

2014-05-07

3D打印技术在医疗领域的应用继续高歌猛进。日前,由Rocky S. Tuan带领的研究团队发现了一种使用3D打印技术重建人类软骨的新方法。这种方法可以根据需要的任何形状逐层重建病人的软骨层,从而为彻底治愈关节炎带来了希望。 

目前世界各地上有数以亿计的人正经受着关节炎的折磨,而骨关节炎是最常见的形式。骨性关节炎的发生是由于年龄的增长,一般的运动磨损使得关节退化,导致软骨的丧失。软骨是一种柔韧的组织,可以为骨头之间的衔接提供缓冲。软骨的丧失意味着骨骼开始互相摩擦,从而引起难忍忍受的疼痛。传统的治疗方法主要是使用药物来阻断疼痛,以及进行高难度的关节置换手术等。

 

“骨关节炎对人们的生活质量造成严重影响,我们迫切需要了解该疾病的起源并找到有效的治疗手段。” 匹兹堡大学医学院细胞与分子工程中心主任Rocky Tuan博士称。“我们希望,我们正在开发的方法,无论是对于疾病的研究,还是在找到治疗人类软骨退变或关节损伤的最终方法方面,都能真正起到作用。” 

Tuan和他的团队一直致力于通过3D打印病人自己的干细胞,以形成软骨组织。据天工社了解,研究人员将干细胞与一种生长基质混合还一起,通过3D打印机挤出,这种生长基质不仅能够帮助干细胞按照指定的形式生长,而且还是一种生物肥料,能够提供促进那些细胞生长的物质。

 

 

“我们基本上是通过给予细胞所需要的一切加快了它们的发展过程,同时创造一个支架,让组织按照我们希望的确切形状和结构生长。” Tuan说。 

研究人员努力的最终的目标是能够使用一种导管直接在患者病灶处3D打印软骨的干细胞。例如,如果患者的膝盖周围有软骨损失,外科医生可以打印一个干细胞的混合物到这个人的腿里,使其逐渐成长为替换软骨。除了为骨关节炎患者减轻痛苦,该技术也可以用于救治战场上受伤的士兵,或者意外交通事故的受害者。不像在世界其他地方进行的3D打印软骨研究,这种方法在打印过程中只使用可见光,而其他人大都使用紫外线灯,这种紫外线灯往往会破坏正在打印的细胞。 

Tuan的团队接下来计划将他们的3D打印软骨技术与以前开发的纳米纤维纺丝技术结合起来。他们希望这样能够创建更加精确的软骨结构,可以与人体自然生长的软骨相比。Tuan和他的团队希望这项技术能够彻底治愈那些令人痛苦万分的关节疾病。

 

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