发布日期：2025-09-08 浏览：85
一支由韩国和美国研究人员组成的团队开发出一种手持式3D打印装置，外形类似胶枪，但挤出的不是胶水，而是一种可直接“涂”在骨折处的类骨材料。该装置已在兔子实验中成功修复了大段骨缺损。尽管仍处于早期阶段，它有望让外科医生未来在人类手术中更快、更个性化地完成骨修复。
相关论文于2025年9月5日发表在《Device》上，由高丽大学牵头，与成均馆大学、MIT、首尔大学、KAIST、仁川大学以及哈佛附属的麻省总医院、布列根和妇女医院等多机构合作完成。
研究团队的目标是打造一款便携式设备，让外科医生能在术中按需“打印”骨移植物，而无需依赖预先制作好的植入物。
手持式骨植入物3D打印机
工作原理
设备外形类似胶枪，但经过改装，可挤出由聚己内酯（PCL）和羟基磷灰石（HA）组成的特殊可降解合成材料。两种材料均具生物相容性，在医学研究中广泛应用：PCL是一种可在低温熔化的软塑料，可直接用于活体组织；HA则是天然骨中矿物质的合成版本，已知可促进愈合。通过调整HA与PCL的比例，研究人员可精细调控植入物的强度、柔韧性及降解速度，以满足不同患者和骨部位的需求。
研究显示，该复合丝材可装入手持式3D打印设备，在术中加热后直接沉积到骨缺损处。医生暴露骨折部位后，可手动引导打印机，实时调整打印角度、深度与方向。实验表明，即使面对复杂骨折，该过程也能快速完成，无需术前扫描或预制模型。
作者在论文中写道：“我们的结果表明，打印出的支架不仅生物相容，还能主动促进成骨和血管化。”
骨愈合与抗菌保护
为降低术后感染风险，团队在丝材中加入了两种抗生素。药物可在损伤部位缓慢释放，直接在植入区域抑制细菌生长。
研究人员在股骨严重骨折的兔子身上测试了该设备。12周后，接受打印植入物的骨骼愈合效果更佳、强度更高，且未出现感染或组织损伤。
PCL/HA支架的生物相容性、骨诱导性及治疗效果的体外与体内评估
目前，无论是金属、陶瓷还是3D打印的骨植入物，通常都在术前制作。对于简单病例，这种方式效果良好；但面对复杂或不规则骨折，骨断端形状各异，预制植入物很难精准匹配。此时，新方法的“术中即时成型”优势凸显：医生可在手术室直接打印与缺损完美贴合的植入物。而且，该可降解材料会随患者愈合逐渐溶解，并被天然骨替代。
研究团队表示：“我们相信，这种方法有望从根本上改变骨缺损治疗的范式，让外科医生无需繁复的术前规划，即可在手术室现场制造个性化、可降解且抗菌的植入物。”
目前该技术仍处于实验阶段，仅在兔子身上完成测试。下一步将扩大至更大动物模型，并为未来的人体临床试验奠定基础。
研究人员指出，在进入临床前，还需满足多项关键要求，包括设备制造标准化、确保可彻底灭菌，以及获得卫生监管部门的批准。
他们总结道：“成功转化仍需克服这些挑战，但我们的发现为这项技术的临床采用奠定了坚实基础。”
若通过监管审批，该手持装置未来有望成为骨科医生、创伤团队乃至战地医院的实用工具，无需昂贵设备或术前规划，即可实现快速、个性化的骨修复。
粤公网安备44190002007368号
