骨缺损是困扰众多患者最常见的疾病之一，同时其修复重建也一直是国际性的医疗难题。记者4月18日从西北工业大学获悉，经过该校汪焰恩教授15年来不懈的努力和探索，其团队于近日终于成功研发出可在生物体内“发育”的3D打印活性仿生骨。目前，该团队正在与空军军医大学进行合作，共同探索3D打印活性仿生骨的应用，这也为众多的骨缺损患者彻底摆脱疾病折磨带来新的希望。

3D打印活性仿生骨。(受访者供图)

西工大3D打印活性仿生骨技术目前处于领先地位。(受访者供图)

传统骨缺损疗法副作用大

据介绍，在我国每分钟就有7人因交通事故导致严重伤残，每年约有1000多万骨缺损患者。而用于传统疗法的假体，由于没有生物学活性，无法在人体内发育，也不能与自然骨良好地融合。经过多年的研究，科学家最终发现以生物陶瓷为材料的3D打印骨，成为最理想的植入品。近年来，虽然国外研究机构研发了3D打印生物陶瓷骨植入医疗器械，但该技术因采用酸性粘结剂和功能梯度，仍未能实现陶瓷骨的完全降解，在植入后会给患者带来剧烈疼痛等副作用。

汪焰恩团队在生物3D打印实验室开展研究。(受访者供图)

仿生骨3D打印机。(受访者供图)

据悉，此次汪焰恩团队研发的3D打印活性仿生骨，从材料、技术、应用等当面，较好的解决了假体和3D打印生物陶瓷骨的所有缺憾。汪焰恩告诉记者，早在2004年，因为不忍看到母亲长期遭受腿部残疾的折磨，正在西北工业大学读研的自己，便暗暗下定了“研制人造骨3D打印技术及装备”的决心。而刚开始的时候，他的想法很简单，以为只要把程序编出来，把控制系统做好，就能打印出人造骨。但实际上，从理论、技术，再到最终的成果，这条3D打印活性仿生骨的研发之路足足走了15年。

仿生骨体内“发育”与自然骨完美融合

15年来，汪焰恩及其团队遇到了不计其数的困难。“首先是打印材料，目前国外的3D打印生物陶瓷骨就是因为采用了酸性粘结剂，而给被植入者带来术后痛苦。”为了找到最合适的粘结剂，汪焰恩共试验了上百种不同的方案，最后找到一种酸碱度类似于生物体环境，且性质良好不会堵塞喷嘴的粘合剂。此后，经过多年探索，汪焰恩和他团队将羟基磷灰石、粘合剂、细胞液、蛋白液(生长因子)等按照不同个体的骨骼性质，对打印材料进行科学配比，从而得到最适合被植入个体的人造仿生骨。而在解决了“用什么打”的难题之后，汪焰恩又发明了活性生物陶瓷仿生骨3D打印技术，从而一举解决了“怎么打”的问题。

据悉，3D打印仿生骨，最大的难点就在于“活性”，如何做到与原生骨高度相似，如何能与生物体“完美兼容”，甚至替代原生骨的功能?而汪焰恩团队研发的3D打印活性仿生骨，在目前的动物试验中，完全做到与自然骨的成份、结构、力学性能达到高度一致，甚至可以“以假乱真”。动物活体试验亦显示，该技术制造的活性仿生骨可在生物体内很好地“发育”，通过受体的新陈代谢，使自体细胞在人造骨中生长，最终人造骨与自然骨完美生长在一起，较好融入动物体内环境。实验数据表明，这项技术的主要参数指标目前已经处于领域先进水平。

联手探索3D打印活性仿生骨应用

除了3D打印活性仿生骨，汪焰恩团队还利用这项技术，先后研发出3D打印软骨和3D打印皮肤。据悉，在3D打印兔子皮肤的植入试验中，仿生皮肤比自体皮肤愈合时间短25%，目前汪焰恩团队正在继续探索真皮层中汗腺、毛囊、皮脂腺等结构的稳定打印技术，希望最终做到与自然皮肤非常接近。

虽然从目前试验来看，3D打印活性仿生骨表现完美，但在汪焰恩看来，从动物实验到临床应用，3D打印活性仿生骨和皮肤还有很长很长的路要走。目前，该团队正在与空军军医大学进行合作，共同探索3D打印活性仿生骨和皮肤的应用。汪焰恩亦希望，未来通过这项技术能够更好地治愈骨缺损、皮肤损伤等患者，为他们的生活注入新的希望。