7758-87-4 / 磷酸三鈣（TCP）：3D打印骨骼植入物的新寵兒

最近，丹麥一家名為Particle 3D的創(chuàng)業(yè)公司，開發(fā)出了一種定制的3D打印植入物，不僅可附著在骨骼上刺激骨骼的自然生長(zhǎng)，而且在完成工作后還會(huì)緩慢消失。與目前用于輔助骨修復(fù)的技術(shù)相比，這種新方法降低了患者發(fā)生感染的風(fēng)險(xiǎn)，且植入物的主要材料——被稱為“生物墨水”的磷酸三鈣（TCP）粉末和脂肪的混合物，也比外科醫(yī)生常用的聚合物或者鈦更適合人體環(huán)境。

之所以能有這樣的優(yōu)勢(shì)，主要原因在于TCP的化學(xué)組分與人體骨骼十分相近，具有無(wú)變異性、良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)在重建手術(shù)中使用了很多年。但在過(guò)去，受限于制造手段，TCP往往需要由外科醫(yī)生從實(shí)體塊手動(dòng)雕刻成所需的植入物形狀。而現(xiàn)在，在3D打印的幫助下，醫(yī)務(wù)人員只需要對(duì)病人的骨骼或身體部位進(jìn)行掃描，就可以利用CAD計(jì)算機(jī)模型來(lái)設(shè)計(jì)最適合個(gè)人的植入體，成功打印出來(lái)后就可以被運(yùn)送到醫(yī)院由外科醫(yī)生進(jìn)行植入。

成功永遠(yuǎn)都不會(huì)是偶然的。早在數(shù)年前丹麥就已經(jīng)結(jié)合“TCP”及“3D打印”進(jìn)行了多次嘗試。2017年，南丹麥大學(xué)（SDU）生物技術(shù)專家Andersen教授領(lǐng)銜的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)用“TCP粉末+脂肪”的組合打印了一段骨骼，然后將其植入了小鼠的顱骨。這段人造骨“史上首次”成功騙過(guò)了小鼠的免疫系統(tǒng)，融入了小鼠的原生組織中。更棒的是隨后，它的內(nèi)部還生長(zhǎng)出了真正的骨髓。

正是有了先前的成功基礎(chǔ)，才有了這次突破性的成功。通過(guò)3D打印，科學(xué)家制造出了比傳統(tǒng)植入物更多孔的植入物。這些孔不僅可以將藥物存儲(chǔ)在內(nèi)保留更長(zhǎng)的時(shí)間，而還有助于植入物變身血管支架，支持骨骼的自然生長(zhǎng)。而隨著天然骨骼在植入物上的生長(zhǎng)，它們會(huì)慢慢地降解消失。如此一來(lái)，不僅降低了感染和術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，而且還不需要像聚合物或鈦植入物那樣為了移除而進(jìn)行二次手術(shù)。

目前科學(xué)家們已經(jīng)在豬和小鼠身上做過(guò)測(cè)試，結(jié)果相當(dāng)喜人，移植僅僅過(guò)了8周，新骨髓和血管就已經(jīng)成功建立起來(lái)了。但使用多孔TCP打印骨骼也有一些缺點(diǎn)，就是它的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)低于某些人類承重骨骼（如大腿骨）的抗壓強(qiáng)度，從打印出來(lái)至達(dá)到手術(shù)前的強(qiáng)度水平可能需要數(shù)年，因此如何增強(qiáng)打印物的抗壓強(qiáng)度，應(yīng)是以后醫(yī)用3D打印的一個(gè)重要課題。

來(lái)源：粉體圈