瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员开发出一种新型3D打印骨支架技术，能够在室温下利用天然酶驱动矿化过程，制造出与人体骨骼主要矿物成分相同的羟基磷灰石（HA）支架。这种支架在矿化四天后即可承受成年人体重，一周内达到完全承重能力，为骨组织工程带来新的可能性。

传统羟基磷灰石支架的制造通常需要高温处理，不仅能耗高，而且无法掺入酶等生物活性成分。EPFL软材料实验室（Soft Materials Laboratory）团队开发的这种可打印、可注射的“墨水”，成功避开了这些限制。

模拟天然骨骼的结构与强度

该墨水的制备过程是：将碱性磷酸酶嵌入明胶微粒中，然后将这些微粒置于钙磷离子溶液中培养。酶的存在触发了羟基磷灰石晶体的形成，从而使打印出的结构硬化并增强。实验显示，经过四天矿化，这种复合材料在仅1.5厘米见方的面积上就能承受普通成年人的平均体重。

研究团队还在支架中掺入了不含酶的明胶微碎片。这些碎片在培养过程中会融化，留下可供健康细胞在植入骨折部位后定植的孔隙。孔隙密度可调节——研究人员将孔隙配置为约占支架体积的50%，以允许细胞浸润和骨重塑。这种结构与人体椎骨和股骨等长骨末端的多孔松质骨非常相似。

生物活性与机械性能兼备

在一项实验中，研究团队将人类干细胞接种在支持骨生长的培养基中的支架上，14天后检测到了胶原蛋白和骨基质蛋白骨钙素——两者都是细胞生长的指标。这表明该支架具有良好的生物活性。

研究人员报告称，这种酶辅助生成的羟基磷灰石支架表现出的抗压强度与人体松质骨相当，且性能优于通过高温方法生产的支架。该技术还与市售的生物打印机兼容。

EPFL软材料实验室负责人Esther Amstad表示：“我们希望我们的技术能将机械性能、生物活性和节能加工结合起来，为骨组织工程开辟新途径。展望未来，我们的工作可能为可注射支架奠定基础，这些支架有助于骨再生，并可能使患者比现有技术更早地对骨折部位进行负重。”