Page 155 - 《精细化工》2020年第8期

第 37 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.37, No.8
202 0 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2020

生物工程
3D 打印技术用于不规则骨缺损的重建与修复

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吴华初 ，张洪波 ，于凤宾 ，岑 莲
（1. 华东理工大学，化工学院，上海 200237；2. 湖州市 98 医院，浙江 湖州 313000）
摘要：为研究 3D 打印技术对不规则形状骨缺损模型的重建程度及 3D 打印的可降解生物材料对脊椎骨缺损在 12
周内的修复效果，随机选取 1 名病人，用电子计算机断层扫描（CT）数据构建出不规则的三维脊柱缺损模型，
选用聚己内酯（PCL）作为支架材料，运用 3D 打印技术打印出高度符合该病人骨缺损部位的人工骨支架。同时
建立 1 个简单的兔子脊椎缺损模型，以聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）为支架材料，运用 3D 打印技术打印缺
损尺寸的支架移植兔子体内，术后观察 3 个月，将兔子处死取出缺损部位，制作切片进行苏木素和伊红（H&E）
染色，染色结果表明缺损部位修复良好。
关键词：3D 打印技术；支架；骨组织工程；组织学检测；生物工程
中图分类号：R318.08 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 08-1653-04

3D printing technology for reconstruction and repair
of irregular-shaped bone defects

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WU Huachu , ZHANG Hongbo , YU Fengbin , CEN Lian
（1. East China University of Science and Technology, School of Chemical Engineering, Shanghai 200237, China; 2.
Huzhou 98 Hospital, Huzhou 313000, Zhejiang, China）
Abstract: To study the reconstruction degree of irregular-shaped bone defect models by 3D printing
technology and the effect of 3D printed degradable biomaterials on the repair of vertebral bone defectsin
twelve weeks, biodegradable biomaterials, polycaprolactone (PCL) was used as printing ink to print
scaffold material for repair. An irregular 3D spine defect model was constructed using computed
tomography (CT) data from a randomly chosen patient. An artificial bone scaffold was printed out by 3D
printing technology, which was highly consistent with the bone defect of the patient. At the same time, a
simple model of spinal defect in rabbit was established, and a defect-sized stent was printed by 3D printing
technology using poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) as scaffold material and then transplanted into the
rabbit. The defect was removed from the rabbit after 3 months. The sections of the defect area were made
for Hematoxylin and Eosin (H&E) staining. The results indicated that 3D printed bone scaffold was
repaired well.
Key words: 3D printing technology; scaffold; bone tissue engineering; histological examination; biological
engineering

人体天然的骨组织具有一定再生修复的特点， 就备受关注。
但是面对创伤、感染、肿瘤等因素导致的大面积骨 3D 打印技术是一种利用数字技术打印材料的
缺损就无法通过自身完成修复 [1-2] 。传统的治疗手 方法，操作者通过数字模型作为打印的基础，将不
段，例如异体骨移植会有发生免疫排斥反应的隐患。 同的材料通过逐层累加的原理制造成各种各样的支
自体骨移植虽然可以减少免疫排斥反应，但是其来 架结构。其优势在于操作者可以控制支架外部形状
源有限，对取骨处有破坏，术后会导致疼痛、感染 和内部结构，打印好的支架无需再次加工可以直接
等不良情况发生 [3-5] 。在这种情况下，3D 打印技术 作为成品 [6-8] 。3D 打印技术可分为光固化立体印刷

收稿日期：2020-01-25; 定用日期：2020-04-01; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200068
作者简介：吴华初（1995—），男，硕士生，E-mail：1454987125@qq.com。联系人：于凤宾（1977—），男，博士，副主任医师，E-mail：
yufengbin1977@sina.com；岑 莲（1978—），女，博士，教授，E-mail：liancen@ecust.edu.cn。