新南威尔士大学（悉尼）校区之一的新南威尔士大学堪培拉分校研究人员，成功开发出一种高度模拟天然骨骼内部结构的3D打印可降解骨植入物。这项创新技术能为患者提供定制化植入体，在骨骼愈合后自然降解，避免二次手术，从而改善骨折或骨损伤患者的康复效果。

重构骨骼的复杂结构

这种被称为骨支架的微孔结构，能为受损骨组织的再生提供支撑框架。细胞沿着支架附着、生长和再生，而支架会随着骨骼愈合逐渐生物降解。传统支架通常采用简单的重复性图案，无法体现真实骨骼的精妙构造。在博士生Kaushik Raj Pyla主导的新研究中，团队引入了更具仿生特性的解决方案。

为更好复刻骨骼内部结构，研究团队采用随机晶格结构——通过不规则随机排列设计，以生物可降解聚合物聚乳酸（PLA）进行3D打印。通过精细调控温度和回抽设置等打印参数，他们成功实现了精确打印，并避免了垂丝和拉丝等缺陷。

"骨骼可能在不同部位受损，且其结构随身体部位变化而变化。"Kaushik解释道，"我们想验证匹配这些结构模式是否能促进骨骼修复。核心思路是提取现有骨骼图案，并通过打印技术实现重建。"

强度与性能测试

研究人员打印了具有不同内部取向（纵向、横向、斜向）的支架，并测试其应力响应。结果显示这些结构能有效吸收冲击能量，并根据内部几何构造呈现不同的断裂模式。"在快速载荷下，材料会表现得更脆，但同时能更高效地吸收能量。这对跌倒或事故等实际场景至关重要。"Kaushik补充道。

研究还发现特定支架设计具有更高流体渗透性——这是骨再生关键因素，因为营养物质和血液需流经结构以支持愈合。"某些设计在强度和流体流动方面表现尤为出色。这表明可根据不同骨骼的受力特点定制植入体。结合3D打印技术，支架能根据患者伤情实现个性化定制。"

临床应用前景

尽管该技术仍在研发阶段，研究团队保持乐观态度。下一步将开展生物学测试、长期耐久性研究，并探索适用于软骨和软组织修复的适配设计。

"可降解支架将在降低医疗风险和总体治疗成本方面发挥关键作用。"Kaushik强调，"我们正在朝着更安全、更个性化的植入体方向发展，这些植入体能与人体协同工作，而非简单置入体内。"

3D打印技术在骨再生领域进展

随着3D打印技术推动骨植入物发展，能促进自然再生、减少手术次数、并发症和治疗的个性化设计已成为可能：

• 奥思立尔公司与马斯特里赫大学医学中心合作开发可生物降解植入体，通过结合CT影像与3D打印技术，制作经FDA批准的聚己内酯（PCL）材料个性化笼状支架。该材料模仿骨小梁结构，在逐渐降解为水和二氧化碳的同时促进新骨形成。据悉该植入体已在荷兰成功实施植入，早期效果令人鼓舞。

• 新南威尔士大学副教授Kristopher Kilian与Iman Roohani博士开发出含有活细胞的类骨结构3D打印技术。通过使用陶瓷基墨水实现室温环境下直接损伤区域打印，在支撑软骨与骨骼修复的同时，为组织工程、疾病建模和药物测试开辟了新途径。