匹兹堡——西北大学的医生和科学家已经努力工作了大约 7 年，以便为处理整形和重建手术以及移植手术的诊所带来新材料，西北纪念医院整形和重建外科首席住院医师苏乔丹 (Sue Jordan)医院，告诉聚集在一起听她今天在 RAPID + TCT 展上演讲的人群。
重建外科医生每天都面临增材制造可以帮助解决的挑战，她说。 “几十年来，整形外科医生一直在想出创新技术来解决通常由癌症和其他外伤造成的具有挑战性的 3 维问题。现在是提出新想法的时候了。”
Northwes 的 Shah 组织工程和增材制造 (TEAM) 实验室的 Ramille Shah慕尼黑大学昨天在匹兹堡的 RAPID + TCT 上发表了讲话。 （摄影：Michael Drazdzinski）定制植入物“在过去几年中确实猛增，”乔丹说。例如，许多公司都有颅骨成形术的解决方案，这些解决方案“非常有用”。
Jordan 展示了一名 9 岁女孩在治疗期间拍摄的幻灯片，她在患上肿瘤后，大部分颅骨缺失。为了保护她的大脑，她不得不戴上头盔。
她配备了定制的 PEEK（聚醚醚酮）植入物——“现在她……可以不戴头盔了，”乔丹说。
p>她补充说，世界“已为下一代定制……植入物做好准备”。
西北大学 Shah 组织工程和增材制造 (TEAM) 实验室的 Ramille Shah 谈到了一些的材料专家正在合作推进定制植入物。
这项工作发生在 3D 打印和再生引擎的地方Shah 说，他也是该校材料科学与工程和外科学的助理教授。 “再生工程是一种范例，我们试图用细胞再生组织，并在不同的材料支架系统中操纵这些细胞——有或没有刺激因素。”
构建未来再生植入物的人们关注在支架上：构成细胞人工环境的材料，她说。 “利用这些材料，我们能够控制生物活性、结构特征以及机械和降解特性，这些特性可以显着影响细胞的行为方式以及组织成功再生的方式。”
创新者正在开发“更复杂的脚手架系统，用于重建和再生多种不同类型的组织——从柔软的更复杂的器官结构到承重更大的组织，如肌肉组织骨骼组织，”Shah 说。
“理想情况下，拥有一台可以打印所有内容的打印机会很棒，”她说。 “但是，仅使用少量可打印的可用生物材料来打印各种不同的组织真的很困难。”
在她的实验室中，科学家们正在努力“扩展生物材料的调色板，以便能够调整 3D 打印的系统以再生各种不同的组织类型，”Shah 说。其中包括含有细胞的墨水（“生物墨水”）和不含细胞的墨水。对于后者，细胞被播种在顶部。
“与生物墨水开发相关的主要挑战之一是我们必须能够在不影响印刷适性的情况下调整和优化材料特性，”Shah 说。
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她补充说，世界需要“打印后能够自立”的材料。 “理想情况下，......我们想要制造兼容的墨水le 当它们一起打印时。”
“这是理想的场景——我们有多种不同的墨水、不同的细胞类型、不同的材料和生物活性，可以打印在一个结构中，类似于我们看到的在自然组织和器官中。”
Shah 和她的同事开发了两个主要平台。
一个基于部分交联的水凝胶。 “这些材料可用于软组织再生，”她说。 “这是一个使我们能够打印细胞和不同类型材料的平台。”
Shah 和合作伙伴开发了第一种使用聚乙二醇交联剂 (PEGX) 合成水凝胶墨水的单一生物墨水方法，用于她说，细胞打印可以很容易地进行操作，以调整水凝胶的机械、降解、纳米结构和生物活性特性，而不会影响可打印性。
PEG 是市售的并且具有生物相容性，她说。这是b已用于多种 FDA 批准的临床产品中。它的物理和化学性质各不相同，而且相对便宜。 “我们能够使用不同类型的聚合物，我们可以在添加或不添加细胞的情况下轻轻地交联它。它 [变得] 可挤压且自支撑，以保持明确的多孔结构。”
生物墨水的主要挑战是能够打印与细胞兼容的材料，并能保持 3D 结构
另一个平台是载有颗粒的墨水。
“我们称它们为‘3D 涂料’，因为它们的成分与家用涂料非常相似，”Shah 说。 “这些是无细胞材料，但它们具有大量功能。” Shah TEAM 实验室 3D 涂料的示例包括超弹性骨、3D 石墨烯以及基于金属和金属氧化物的油墨，它们可以在打印后热打印后转化为烧结金属部件
“我们专注于开发可用于 3D 打印多种不同类型材料的材料平台和工艺，”她说。 “这大大扩展了我们使用基于挤压的 3D 打印可以打印的内容。”
