悉尼大学科学家成功实现纳米级3D打印骨骼

悉尼大学的研究人员开发了一种新的3D打印技术，可以在纳米尺度上重建合成骨。该方法可以在打印过程中精确控制颗粒大小和孔隙率，以300纳米的分辨率模拟天然骨的复杂结构。这项进展有望通过制造更接近天然骨结构的替代物来改善未来的骨移植手术。

3D打印合成骨的特写，模仿了天然骨的主要组成部分——骨小梁。（图片来源：Roohani等人）

该技术使用由磷酸钙等生物相容性材料制成的专用墨水，这些墨水与天然骨骼的矿物成分相似。据研究团队称，该打印技术比现有方法强度高出一千倍。该研发由悉尼大学的Hala Zreiqat教授和现任悉尼科技大学副教授Iman Roohani共同领导。

“这降低了长期并发症和未来手术的风险，并提供了更自然的骨缺损修复，”Zreiqat教授说道，他的团队专门从事生物陶瓷材料的研发。这项研究满足了一项重要的医疗需求，因为澳大利亚的统计数据显示，仅在2023年，就有超过14.6万例关节置换手术。

人类头发（箭头）旁边刻有微尺度的“材料”（绿色方框）字样，用于标示比例。这展示了科学家如何精确控制新的打印方法和墨水颗粒来创造形状。（图片来源：Roohani 等人）

研究团队利用天然存在于骨骼中并引导矿化过程的成核前团簇克服了技术挑战。通过将这些团簇掺入透明的磷酸钙树脂中，他们能够模拟天然骨骼的微观和纳米尺度特征。该研究成果发表在《先进材料》杂志上。

与传统的金属植入物（它们提供结构支撑但不参与愈合）不同，这些生物陶瓷材料旨在逐渐与身体融合并促进新骨形成。研究人员目前正致力于增强其打印结构的可扩展性，以使该技术更接近临床应用。

来源：sydney.edu.au