最近一項研究利用一種類似于軟骨的水溶膠成分,使得膝蓋的損傷修復變得更加容易。此外,該水溶膠的3D打印特性也使得其能夠適用于不同人體的膝蓋。
這項研究著重于人體重要的膝蓋"減震器",即半月板。眾所周知,半月板的置換既需要合適的材料,也需要合適的形狀。來自杜克大學的研究者們接受了這一挑戰,他們的結果表明這種水溶膠類型的半月板能夠通過3D打印的方式制作出來,僅僅需要花費300美元以及1天的時間。如果這一嘗試能夠在更大規模的平臺上得到實施,那么我們未來的膝關節置換手術將變得不再昂貴或復雜。
我們的每個膝關節都有兩塊半月板,其位置在大腿骨與脛骨之間。我們的每一次邁步都需要半月板加以緩沖。如果這一支撐物遭到破壞,那么我們走路將會變得異常痛苦,患風濕性關節炎的風險也會大大提高。
當我們成年之后,半月板的自我修復能力將會喪失。因此,一旦被損壞,只有進行置換手術才能恢復健康。而問題在于,如今的半月板置換物并不十分耐用。此外,這些人工的半月板也難以起到修復膝關節的作用。更重要的是,半月板是由互補的兩層組織組成的,包括較硬的中間層以及較軟的外層。因此,想要通過3D打印得到完全一樣的半月板十分困難。
為了解決這一問題,科學家們利用兩種不同的水溶膠成分(一種較硬,另外一種較軟)結合在一起作為3D打印的材料。此外,他們還加入了納米級別的黏土顆粒,使得人工半月板在壓力的存在下變得易于滑動,但同時能夠迅速變硬。
研究者們承認,他們的研究尚屬于早期階段,但這一半月板的樣品提示我們水溶膠材料在膝蓋修復中的潛力。
相關結果發表在《ACS Biomaterials Science and Engineering》雜志上。
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