3D打印，烧结和测试多孔铁骨植入物

代尔夫特理工大学的工程师团队已经使用基于挤压的3D打印来制造由多孔铁制成的临时性骨植入物。就像镁或锌一样，多孔铁是可生物降解的，这意味着它具有巨大的潜力，可以作为临时的骨替代物，随着新的骨骼再生长而降解。通过重新吸收到体内，临时植入物可减轻长期发炎的风险，长期发炎通常与金属（如钛）制成的永久性骨植入物有关。

该研究的主要作者Amir A. Zadpoor指出：“与用于骨植入物的其他可生物降解金属或聚合物相比，铁具有很高的机械强度，从而可以设计和制造用于治疗关键性骨的多孔结构。

多孔铁支架的SEM成像。图片来自TU Delft。

不太可能的技术选择

因此，代尔夫特团队选择尝试他们自己专用的基于挤压的设置。Zadpoor补充说：“我们希望验证采用基于挤压的3D打印来制造多孔铁的可行性，并探索解决散装铁的基本问题的潜力，散装铁具有非常低的生物降解率，同时还能保持其他重要特性（例如结构完整性）和骨骼愈合期间的机械性能。”

3D打印，烧结和测试多孔铁骨植入物。图片来自TU Delft。

该小组的方法涉及将聚合物溶剂与铁微粒混合，制成复合油墨。一旦支架结构被印刷，就将它们加热以燃烧掉聚合物，从而留下铁。然后将剩余的铁结构进一步热处理以将其烧结成多孔固体。Zadpoor和他的同事将他们印刷的多孔支架浸入经过特殊配制的模拟体液中，并确定了此植入物有很高的生物降解率，铁每28天损失7％的质量。研究小组还发现腐蚀发生在植入物周围甚至内部，但是它们的机械性能仍然与人体骨骼保持一致。

体液浸没前后的3D打印骨植入物。图片来自TU Delft。

尽管钛在很大程度上被认为是植入骨的首选金属，但增材制造研究人员正在不断证明其他材料对于该应用的适用性。去年下半年，斯科尔科沃科技学院的科学家开发了一种新颖的3D打印个性化陶瓷制成的骨植入物的方法。与Delft植入物非常相似，Skolkovo植入物具有大孔，使它们能够更好地与有机组织融合。

在其他地方，研究人员先前已经开发出了基于纳米粘土的3D生物打印支架，用于辅助骨骼再生。向置换骨的支架中注入人骨髓基质细胞和人脐静脉内皮细胞，进一步促进了骨的生长。