3D打印仿生骨：在体内“发育”，以假乱真
你知道吗？骨缺损，这个骨科临床的常见难题，正困扰着千万患者——我国每分钟就有7人因交通事故致残，每年患者超1000万。修复骨缺损，一直是世界性挑战。但突破来了！西北工业大学汪焰恩教授团队在《聚合物》杂志发表论文，宣布研发出3D打印活性仿生骨，它能在生物体内“发育”，与自然骨的成分、结构、力学性能高度一致，几乎“以假乱真”！科技日报记者带你深入前沿实验室，揭秘这一奇迹。
核心突破：“仿生”技术，让骨头真正“活”起来
“传统金属、高分子材料存在仿生结构差、力学不匹配、生物相容性低等问题，尤其无生物活性的假体，无法在体内发育，常导致并发症甚至二次手术。”汪焰恩教授一针见血。
团队的核心在于“仿生”。传统陶瓷骨与自然骨性能差距大，难以在动物体内发育。汪焰恩从材料源头攻坚——羟基磷灰石虽是通用仿骨材料，但黏合是痛点。国外酸性黏结剂导致术后痛苦；而找到能通过直径仅20微米、细如发丝的喷嘴，且生物相容的黏合剂，是最大难关。历经上百次试验，用坏数箱喷嘴，他终于发现一种酸碱度类生物体、不堵喷嘴的完美黏合剂。
多年探索后，团队能根据个体骨骼特性，科学配比羟基磷灰石、黏合剂、细胞液、生长因子，打印出最适配的仿生骨。
结构革命：自体细胞生长，完美融合自然骨
自然骨形态不规则、内部结构复杂，仿生极具挑战。汪焰恩发明活性生物陶瓷仿生骨3D打印技术，破解“怎么打”的难题。
在材料配比、铺粉打印环节，传统3D打印材料单一、密度一致，难以满足需求。汪焰恩研制了打印控制系统，攻克关键机械技术。其独创常温压电超微雾化喷洒技术，精准控制细胞液、蛋白液喷洒速度与量，达国际先进水平。
动物试验表明，仿生骨植入后能良好发育——通过受体新陈代谢，自体细胞在人造骨中生长，最终完全转化为自体骨。
在西北工业大学与空军军医大学的联合试验中，尚未发现排异案例。
检测证实，该3D打印活性仿生骨与天然骨成分、结构、力学性能高度一致，技术优势显著。
汪焰恩透露：“下一步，我们将探索真皮层中汗腺、毛囊等结构的稳定打印，逼近自然皮肤。”在兔子皮肤植入试验中，仿生皮肤愈合时间比自体皮肤短25%。未来，这项技术有望终结骨缺损、皮肤损伤的痛苦。你是否期待这一天？点击关注，一起推动医学未来！
相关问答
仿生生物有哪些？
仿生学模仿生物特征发明设备，如蝙蝠回声定位启发了雷达。蝙蝠发射超声波，通过回声捕食；科学家据此开发雷达系统，用于探测与导航。
模仿生物的哪些特性来发明创造仪器设备？
模仿生物的结构和功能来发明创造仪器设备，这就是仿生。例如，鸟类飞行原理应用于飞机设计，提升航空效率。
什么是仿生材料？有什么作用？
仿生材料是模仿生物特性开发的材料，如模仿荷叶疏水性的自清洁涂层。它在医疗、工程等领域广泛应用，增强材料性能与适应性。
仿生技术在生物材料上的应用？
仿生技术应用于生物材料，如模仿骨骼多孔结构开发轻质植入体，或模仿贝壳强度制造复合材料，推动医疗器械创新。
仿生动物有什么用？
研究仿生动物可揭示生物奥秘，驱动科技突破。例如，模仿昆虫复眼制造广角镜头，提升成像技术；模仿鱼类游动优化流体设计。
仿生是模仿生物的什么来发明设备？
仿生是模仿生物的结构和功能来发明创造仪器设备的方法。常见应用包括抗荷服、冷光灯、雷达和薄壳建筑等。
仿生材料在生物材料上的应用？
仿生材料在生物材料上应用广泛，如模仿细胞外基质开发组织工程支架，促进组织再生；或模仿植物结构制造智能材料。
人类模仿动物的什么来发明设备？
人类模仿动物的结构和行为来发明创造仪器设备，这就是仿生。例如，模仿鸟类翅膀设计飞机机翼，提升飞行效能。
仿生是科学家通过观察研究，模仿生物的什么？
仿生是科学家通过观察研究，模仿生物的结构和功能来发明创造各种设备。这加速了技术创新，解决工程与医学难题。
