来自新南威尔士大学堪培拉校区的一项新研究使3D打印骨骼支架距离临床应用更近了一步。该研究团队致力于开发可生物降解的骨骼支架，旨在精确匹配天然骨骼的内部结构和力学性能，而不仅仅是填补缺损区域。



该团队采用3D打印技术制造的支架成功复制了天然骨骼的关键特性，包括强度和多孔性。这些支架在植入后可提供临时支撑，在材料逐渐降解的同时促进新组织形成，有望减少患者接受额外手术的需求。

研究人员摒弃了传统均匀重复的结构设计，转而采用随机晶格结构，这种不规则的架构更贴近真实骨骼在不同位置和功能下的密度变化。支架材料选用聚乳酸（PLA），这是一种已在医疗领域得到广泛研究的可生物降解聚合物。



研究团队通过打印具有不同内部梯度方向的支架（包括纵向、横向和对角线布局）进行了性能评估。力学测试表明，这些结构在抵抗突然冲击方面表现优异，优于缓慢稳态加载条件下的性能。断裂行为也因方向不同而呈现差异，突显了内部结构设计的重要性。

研究主要作者Kaushik Raj Pyla指出：“在快速载荷条件下，材料表现得更脆性，但同时能更有效地吸收能量。这对模拟跌倒或事故等现实场景尤为重要。”

除了力学性能，团队还研究了流体在支架内的流动情况，这是影响愈合过程的关键因素。血液和营养物质需要顺畅循环以支持细胞生长和组织再生。

Pyla补充道：“我们发现某些设计在强度和流体流动性方面表现特别出色。这表明植入物可以根据不同骨骼部位的实际应力需求进行个性化定制。”

尽管这些支架尚未进入临床应用阶段，仍需进一步的生物测试和法规审批，但该项研究为个性化骨修复方案指明了方向。随着医疗增材制造技术的进步，该研究强调了在设计过程中，结构设计选择与材料选择具有同等重要性。