膝关节置换手术是治疗膝关节疾病的重要手段,并且无论是膝关节植入物还是置换手术技术都已基本完善。然而膝关节植入物是有使用寿命限制的,所以一直以来60岁一下的患者,特别是青年患者如果接受人工关节置换手术,在未来接受二次手术的可能性较高。这种情况在一定程度上限制了年轻膝关节疾病患者对于膝关节置换手术治疗的接受度。换一个角度来看,医疗市场对于针对年轻膝关节疾病或损伤患者的治疗解决方案存在着需求。

 植入物研发企业Nanochon 通过一款新材料和3D打印技术来开发软骨修复支架,目标是替代损失和损坏的膝关节软骨,并促进新的软骨组织再生,用于修复18至55岁之间的成年人所不能自愈的晚期关节损伤。

起到软骨再生和承受负载力双重作用
Nanochon 公司研发了一种用于细胞生长的材料-具有纳米结构的聚氨酯(nPU)。Nanochon 发现该材料具有其独特的化学和物理特性,使其能够支持干细胞快速生长和组织形成,进行软骨修复,并且在修复期间可作为膝关节软骨组织的替代性材料。
      Nanochon通过3D打印技术将这款材料制成定制化支架植入物,该植入物对于膝关节软骨的治疗原理是:
一方面在植入体内后促进软骨组织和血管的生长,起到组织修复的作用;另一方面可以像传统关节植入物一样承受负载,在修复期间替代患者本身的软骨,使患者能够短时间内恢复运动能力。随着时间的推移,损伤的关节组织会长入3D打印植入物,植入物材料溶解,最终留下完全愈合的关节组织。

Nanochon 目前正在进行动物试,包括大型动物马和小型动物大鼠。Nanochon进行的一项大鼠研究,全膝骨软骨缺损在大鼠左膝的滑车沟中进行治疗。 1和3个月后,大鼠显示出更快的植骨,以及更长和更完整和成熟的软骨,小梁骨和血管系统。
     Nanochon 计划在2019年开展临床试验,如这项技术临床试验成功,并通过FDA 审批,将为膝关节表面的关键尺寸软骨损伤修复,治疗治疗运动损伤、早发性骨关节炎和其他形式的全层软骨损失类疾病提供一种新的治疗方案。
全球多家研究院所及骨科医疗器械制造企业都有通过3D打印支架进行骨再生的研究成果,其中起到关键作用的是生物相容性材料以及3D打印支架的设计方式。
根据市场研究,我国在骨再生3D打印支架研究方面也颇有建树,并且已在3D打印支架用于大块骨缺损这一世界性难题方面取得了进展。

       中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研究团队,在3D打印复杂结构生物陶瓷用于血管化大块骨缺损修复方面取得了进展。研究团队设计3D打印骨缺损修复支架时采用仿生莲藕结构,体内动物实验表明,该仿生莲藕生物支架提高了骨组织再生能力和成血管化效应,有利于骨缺损的修复。与传统的3D生物活性支架相比,该3D打印仿生莲藕生物支架更有利于营养物质向支架内部的传输,引导细胞和组织向内长入,从而促进前期的成血管以及后期的成骨,提高了骨缺损的修复性能。
      2018年2月,西京医院骨科开展了3D打印支架长段骨缺损修复的临床试验。3D打印支架由西安点云生物科技有限公司采用无丝3D打印技术为患者量身定制,材料为生物相容性的陶瓷复合材料,能够在诱导患者自身新骨生成的同时逐渐降解,最终被患者的新生骨组织完全替代,无需二次手术取出,降低植入物在体内长期存在的潜在风险。
     来源:3D科学谷