骨缺損，無論是先天性的還是意外造成的，都需要適合其根源的治療方法。治療方案包括由北京航空航天大學、仁濟醫(yī)院、上海交通大學、清華大學和北京的研究人員開發(fā)的3D打印鋅支架，顯示出治療大骨缺損的希望。該項目得到了中國光明激光技術(shù)公司（BLT）的支持，該公司提供必要的3D打印機和系統(tǒng)。

這些3D打印的多孔鋅結(jié)構(gòu)代表了一種通過骨再生修復骨缺損的新方法。然而，鋅的快速降解導致潛在的毒性，迄今為止一直是一個主要障礙。為了克服這個問題，人們努力優(yōu)化支架的合金成分、表面結(jié)構(gòu)和孔隙幾何形狀。

三天和三個月后3D打印鋅支架在大鼠股骨中的降解行為（照片來源：Li,S.,Yang,H.,Qu,X.等人。3D打印可生物降解鋅基多孔支架的多尺度結(jié)構(gòu)設計用于免疫調(diào)節(jié)成骨。Nat Commun 15,3131,2024。）

在過去三年中，研究人員開發(fā)了用于3D打印這些結(jié)構(gòu)的新型可生物降解鋅合金(Zn-Li)。鋅鋰合金在強度、塑性和耐腐蝕性之間表現(xiàn)出優(yōu)異的平衡。這些框架是使用BLT的DMLS系統(tǒng)生產(chǎn)的，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)精確的設計和復雜的結(jié)構(gòu)。

3D打印后，采用超聲波處理、酸蝕和電拋光等多種表面處理來優(yōu)化表面粗糙度并促進細胞相互作用。這些過程使得實現(xiàn)表面的精確微圖案成為可能，從而改善細胞粘附和增殖，這是有效骨再生的基本要素。

3D打印可生物降解鋅基多孔支架的設計（圖片來源：Li,S.,Yang,H.,Qu,X.等人。用于免疫調(diào)節(jié)成骨的3D打印可生物降解鋅基多孔支架的多尺度架構(gòu)設計。Nat Commun 15,3131,2024)

此外，特定的表面結(jié)構(gòu)促進與巨噬細胞的相互作用，巨噬細胞是對潛在有害物質(zhì)的免疫反應所必需的白細胞。這種相互作用可以改善免疫反應，從而支持骨再生。此外，3D打印的鋅支架在體內(nèi)以受控方式降解。這種能力對于創(chuàng)造植入物再生和整合的最佳環(huán)境至關重要。

3D打印支架通過促進更有效的骨再生，代表了傳統(tǒng)植入物的進步。這些支架的結(jié)構(gòu)和化學特性刺激新骨的形成。鋅鋰支架的3D打印可以精確控制植入物的結(jié)構(gòu)和孔隙率，這是成功骨再生的基本要素。欲了解更多信息，請點擊此處。

超聲處理、酸蝕和電化學拋光后Zn-0.8Li支架的表面形貌和性能（圖片來源：Li,S.,Yang,H.,Qu,X.et al.3D打印可生物降解鋅基材料的多尺度結(jié)構(gòu)設計）用于免疫調(diào)節(jié)成骨的多孔支架。Nat Commun 15,3131,2024。）

編譯整理：3dnatives