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令全世界數(shù)百萬人飽受痛苦的關(guān)節(jié)炎，幾乎十分之一的人將在其一生中與之抗?fàn)帯ｊP(guān)節(jié)炎的作用是分解關(guān)節(jié)中發(fā)現(xiàn)的軟骨組織，導(dǎo)致僵硬和腫脹，導(dǎo)致患者出現(xiàn)疼痛和不適。然而，在荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，JosMalda教授和研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)3D打印生物材料，可以讓受損的關(guān)節(jié)自愈。生物打印的組織可以植入活體關(guān)節(jié)，最終成熟為新組織并且表現(xiàn)得像健康的軟骨。
盡管像干細(xì)胞這樣的生物材料已經(jīng)適用于3D打印，但是在確保滿足細(xì)胞構(gòu)建的適當(dāng)條件方面存在困難。水凝膠是用于遞送活組織的可行材料，但它們也不能承受一些組織一旦植入體內(nèi)就面臨的機(jī)械負(fù)荷。
身體組織非常復(fù)雜并且由各種不同的細(xì)胞類型組成，這使得制造出來的難度大大提高。但生物打印技術(shù)的進(jìn)步正在幫助解決研究人員多年來面臨的困難，這種技術(shù)可以從一系列基于油墨的材料中打印更復(fù)雜和更具治療性的生物材料。這一發(fā)展可能標(biāo)志著向加強(qiáng)移植和其他外科手術(shù)的生物組織的按需接入的重要一步。
因此，荷蘭研究小組正在試驗(yàn)不同的添加劑材料，這些材料可以強(qiáng)化水凝膠，使其成為替代軟骨。研究人員正在使用一種稱為熔融電解的3D打印工藝，它將熔化的聚己內(nèi)酯與電場(chǎng)結(jié)合在一起，形成與一縷頭發(fā)一樣薄的纖維。
“水凝膠與纖維的結(jié)合起協(xié)同作用，使復(fù)合物的強(qiáng)度增加50倍以上，同時(shí)仍允許細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)并成熟為軟骨樣組織，”。研究人員目前正在努力擴(kuò)展他們的方法以開發(fā)更大的結(jié)構(gòu)，并且還將嘗試使用不同的材料來組合骨和軟骨組織替代品。他們的工作的最終目標(biāo)是最終3D打印完整和功能性的關(guān)節(jié)。
生物打印以后將有兩個(gè)主要應(yīng)用。首先作為再生醫(yī)學(xué)中新組織和器官的來源。其次，作為更好地了解人類疾病和測(cè)試針對(duì)此類疾病的新藥的安全性和有效性的工具，這是生物打印如何發(fā)展到人類植入物即將安全和兼容的又一個(gè)例子。這一發(fā)展也突出了生物打印組織的另一個(gè)重要領(lǐng)域：研究。
通過個(gè)性化的3D打印醫(yī)療，研究人員將能夠提高他們的發(fā)現(xiàn)并為需要的人們開發(fā)更好的醫(yī)療解決方案。我國(guó)也在不斷與國(guó)際接軌，用世界最先進(jìn)制造（3D打印）方法研發(fā)生產(chǎn)國(guó)際水平的金屬植入物，從而達(dá)到進(jìn)口替代的目的。
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