2026年4月2日，乔治城大学的一位研究人员正在开发一种由天然材料制成的3D打印骨移植材料，有望减少传统金属和合成植入物带来的并发症。这个问题影响着每年数百万接受骨移植手术的患者。
医学院生物化学、分子和细胞生物学副教授斯特拉·阿利佩尔蒂正在构建基于果胶（一种存在于膳食纤维中的天然物质，尤其是在苹果和柑橘皮等水果中）的移植物，以替代目前骨置换手术中仍然常见的金属部件。
现有材料及其缺点
用于骨移植的金属植入物感染和身体排斥的风险较高，并可能导致植入部位发炎以及周围骨骼骨折；而取自患者或捐赠者自身身体的移植物虽然是一种更自然的选择，但可能导致剧烈疼痛、新的骨折，而且并非总是成功。阿利佩尔蒂说道：“我们的身体系统中没有金属。骨骼不是由金属构成的，因此骨骼和金属成功融合的几率非常低，而且会阻碍骨骼的再生能力。”
果胶：骨组织工程的基础
在阿利姆佩蒂的设计中，果胶被置于两层羟基磷灰石之间，羟基磷灰石是一种天然存在于骨骼中的钙磷化合物。这增加了移植物的密度和强度，同时还将活细胞植入其中，以促进愈合和营养输送。与许多需要极端条件才能制备的合成材料不同，这种基于果胶的移植物可以在室温下进行3D打印。
斯特拉·阿利姆佩蒂，乔治城大学医学院生物化学与分子和细胞生物学副教授
另一个显著优势是果胶能形成更多孔的结构，从而更好地将营养物质输送到移植片的细胞。合成植入物试图复制这种特性，并取得了一定的成功，但阿利佩尔蒂认为，天然方法仍然是更可取的。她说：“果胶是兼容的。它是一种好东西。它不会伤害我们的身体。它使我们能够挑战其他使用有毒物质或合成聚合物的方法。
这种方法还有其他好处，例如无需捐赠组织或复杂的外科手术。阿利佩尔蒂解释说：“我们希望利用我们的技术制造新的移植骨。我们不想从患者身上取走任何东西。我们可以在不进行所有这些复杂手术，也不需要使用金属和其他部件的情况下，制造出新的骨组织。” 阿利姆佩蒂目前的研究重点是面部骨骼和长骨（四肢中致密的骨骼，具有强大的力量），她已申请专利。她还致力于提高移植骨的耐久性和使用寿命，并力求根据患者的年龄、性别和骨密度差异来定制移植骨。她说：“我们希望它成为一种个性化医疗工具。对于我、你和其他人来说，它不能一成不变，因为要考虑到所有参数，包括基因、性别和年龄差异。我希望这能创造一种新的范式，给骨科组织工程带来新的转变。”
来源：南极熊
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