新材料+3D打印支架，這款植入物有望用于修復(fù)膝關(guān)節(jié)軟骨

膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)是治療膝關(guān)節(jié)疾病的重要手段，并且無論是膝關(guān)節(jié)植入物還是置換手術(shù)技術(shù)都已基本完善。然而膝關(guān)節(jié)植入物是有使用壽命限制的，所以一直以來60歲一下的患者，特別是青年患者如果接受人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)，在未來接受二次手術(shù)的可能性較高。這種情況在一定程度上限制了年輕膝關(guān)節(jié)疾病患者對(duì)于膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)治療的接受度。換一個(gè)角度來看，醫(yī)療市場(chǎng)對(duì)于針對(duì)年輕膝關(guān)節(jié)疾病或損傷患者的治療解決方案存在著需求。

植入物研發(fā)企業(yè)Nanochon 通過一款新材料和3D打印技術(shù)來開發(fā)軟骨修復(fù)支架，目標(biāo)是替代損失和損壞的膝關(guān)節(jié)軟骨，并促進(jìn)新的軟骨組織再生，用于修復(fù)18至55歲之間的成年人所不能自愈的晚期關(guān)節(jié)損傷。

起到軟骨再生和承受負(fù)載力雙重作用
Nanochon 公司研發(fā)了一種用于細(xì)胞生長(zhǎng)的材料-具有納米結(jié)構(gòu)的聚氨酯(nPU)。Nanochon 發(fā)現(xiàn)該材料具有其獨(dú)特的化學(xué)和物理特性，使其能夠支持干細(xì)胞快速生長(zhǎng)和組織形成，進(jìn)行軟骨修復(fù)，并且在修復(fù)期間可作為膝關(guān)節(jié)軟骨組織的替代性材料。

Nanochon通過3D打印技術(shù)將這款材料制成定制化支架植入物，該植入物對(duì)于膝關(guān)節(jié)軟骨的治療原理是：

一方面在植入體內(nèi)后促進(jìn)軟骨組織和血管的生長(zhǎng)，起到組織修復(fù)的作用；另一方面可以像傳統(tǒng)關(guān)節(jié)植入物一樣承受負(fù)載，在修復(fù)期間替代患者本身的軟骨，使患者能夠短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力。隨著時(shí)間的推移，損傷的關(guān)節(jié)組織會(huì)長(zhǎng)入3D打印植入物，植入物材料溶解，最終留下完全愈合的關(guān)節(jié)組織。

Nanochon 目前正在進(jìn)行動(dòng)物試，包括大型動(dòng)物馬和小型動(dòng)物大鼠。Nanochon進(jìn)行的一項(xiàng)大鼠研究，全膝骨軟骨缺損在大鼠左膝的滑車溝中進(jìn)行治療。 1和3個(gè)月后，大鼠顯示出更快的植骨，以及更長(zhǎng)和更完整和成熟的軟骨，小梁骨和血管系統(tǒng)。

Nanochon 計(jì)劃在2019年開展臨床試驗(yàn)，如這項(xiàng)技術(shù)臨床試驗(yàn)成功，并通過FDA 審批，將為膝關(guān)節(jié)表面的關(guān)鍵尺寸軟骨損傷修復(fù)，治療治療運(yùn)動(dòng)損傷、早發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎和其他形式的全層軟骨損失類疾病提供一種新的治療方案。

全球多家研究院所及骨科醫(yī)療器械制造企業(yè)都有通過3D打印支架進(jìn)行骨再生的研究成果，其中起到關(guān)鍵作用的是生物相容性材料以及3D打印支架的設(shè)計(jì)方式。

根據(jù)市場(chǎng)研究，我國在骨再生3D打印支架研究方面也頗有建樹，并且已在3D打印支架用于大塊骨缺損這一世界性難題方面取得了進(jìn)展。

中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員吳成鐵與常江帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在3D打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)生物陶瓷用于血管化大塊骨缺損修復(fù)方面取得了進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)3D打印骨缺損修復(fù)支架時(shí)采用仿生蓮藕結(jié)構(gòu)，體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，該仿生蓮藕生物支架提高了骨組織再生能力和成血管化效應(yīng)，有利于骨缺損的修復(fù)。與傳統(tǒng)的3D生物活性支架相比，該3D打印仿生蓮藕生物支架更有利于營養(yǎng)物質(zhì)向支架內(nèi)部的傳輸，引導(dǎo)細(xì)胞和組織向內(nèi)長(zhǎng)入，從而促進(jìn)前期的成血管以及后期的成骨，提高了骨缺損的修復(fù)性能。

2018年2月，西京醫(yī)院骨科開展了3D打印支架長(zhǎng)段骨缺損修復(fù)的臨床試驗(yàn)。3D打印支架由西安點(diǎn)云生物科技有限公司采用無絲3D打印技術(shù)為患者量身定制，材料為生物相容性的陶瓷復(fù)合材料，能夠在誘導(dǎo)患者自身新骨生成的同時(shí)逐漸降解，最終被患者的新生骨組織完全替代，無需二次手術(shù)取出，降低植入物在體內(nèi)長(zhǎng)期存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

來源：3D科學(xué)谷