在腦部手術後，修補手術入口可能是個問題。顱骨上的洞需要一塊新的骨頭，而這需要從病人身體的其他部位或已故的捐贈者那裡取下。同時，它上面的皮膚也需要進行修復。
3D打印技術可能會對此有所幫助。近年來，科學傢們已經嘗試用“生物打印”活細胞以創造出皮膚、器官和骨骼等多種組織，但穿透多種組織類型的損傷可能非常棘手。因此，在這項新研究中，賓夕法尼亞州立大學的研究小組著手解決這個問題。
該研究的論文通訊作者Ibrahim Ozbolat指出：“沒有一種手術方法可以立即修復軟硬組織。這就是為什麼我們的目標是展示一種技術可以一次重建整個缺陷--從骨頭到表皮。”
為瞭實現這個目標需要使用有著極度不同稠度的墨水以及這兩種不同的生物打印方法。據悉，硬組織是通過擠壓技術打印的，而軟組織需要基於液滴打印。
該研究團隊的硬組織墨水由膠原蛋白、殼聚糖、納米羥基磷灰石和其他一些化合物組成，不過最重要的成分則是間充質幹細胞--這些細胞可以分化為骨骼、軟骨和骨髓脂肪。墨水雖然是在室溫條件下擠出，但它可以很快就能暖和到體溫。這種軟組織墨水則是分層打印的，其需要在膠原蛋白和纖維蛋白原及增強交聯和生長的化合物之間交替打印。
在最初的實驗室測試中，研究人員單獨修補瞭每種組織類型的漏洞。一旦單獨掌握瞭它們，研究人員就能在一個手術過程中一起修復活老鼠頭部的骨頭和皮膚上的洞。在骨骼和皮膚之間，研究小組沉積瞭一層屏障從而防止皮膚細胞進入到骨骼中。
Ozbolat說道：“生物打印機在不到五分鐘的時間內就完成瞭骨層和軟組織的打印。”
該團隊進行瞭50多次測試。結果顯示，軟組織傷口可在四周內100%愈合；骨組織可在六周內重新生長，其覆蓋瞭約80%的缺損區域。但當跟軟組織打印相結合時，後者則在六周內隻能覆蓋50%。
研究小組表示，添加血管化化合物對於改善骨骼血液流動和促進愈合至關重要，他們的下一步動作是在大型動物身上測試該方法。
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