颅骨和面部骨骼的缺陷可能对塑料和重建外科医生构成困难的挑战。一项名为超弹性骨的合成材料 - 很容易通过3D打印生产 - 可以提供一种强大的新工具，用于重建颅骨缺损，5月份的塑料和重建外科手术研究报告。
根据芝加哥西北大学和伊利诺斯大学健康大学的Ramille N. Shah博士及其同事的初步结果，实验材料加速了大鼠颅骨缺损的骨再生。研究人员写道，“超弹性骨有很大的潜力可以转化为颅面重建手术，其中对经济有效的骨替代移植物的需求是巨大的。”
有希望用于颅骨重建的新型3D打印骨替换
研究人员报告了在手术中产生头骨顶部缺陷的大鼠中使用超弹性骨的初步实验。手术创造的缺陷具有“临界尺寸”，不太可能自行愈合 - 类似于接受过脑肿瘤手术的患者。
超弹性骨是“3D打印的合成支架”，主要由骨矿物质(羟基磷灰石)和广泛使用的生物相容性材料(聚乙醇酸)组成。超弹性骨由复杂的网格组成，旨在支持新骨的生长和再生。它[TO1]可以使用当前的3D打印硬件平台快速且廉价地生产，并且具有足够的延展性以在手术期间压配或切割成形。
在实验中，使用超弹性骨重建一些颅骨缺损，而使用动物自身(自体)骨重建其他颅骨缺损。自体骨是重建骨缺损的首选材料，但可能很难获得 - 需要从身体其他部位的“供体部位”采取骨骼 - 有时根本无法获得。在其他动物中，使用仅由聚乙醇酸制成的支架进行重建，没有骨矿物质。
3D打印的超弹性骨提供良好的骨再生。在随访CT扫描中，与自体骨相比，超弹性骨在8周后有效率约为74%，12周时有效率为65%。相反，用聚乙醇酸支架处理的缺陷显示出很少的新骨形成。
显微镜检查显示，超弹性骨支架首先被纤维组织逐渐包围，然后被新骨细胞包围。随着时间的推移，支架将逐渐被新骨完全替换，并结合植入的骨矿物质。
Shah博士及其同事总结说：“超弹性骨有很大的潜力被转化为颅面重建手术，其中对经济有效的骨替代移植物的需求是巨大的。随着进一步发展，他们相信这种3D打印材料可以提供自体骨和市售骨替代品的有价值的替代品。
“我们的研究强调了这种新型组织工程应用策略的转化潜力，特别是骨再生，”研究人员补充说。他们强调，需要进一步的实验研究来确认超弹性骨用于特定类型的颅面重建。