生物3D打印技術在全球競爭激烈。來自印度理工學院（IIT）德里和印度理工學院坎普爾的印度研究人員團隊最近取得了突破性進展，涉及3D打印軟骨，然後通過添加甲狀腺激素生成為骨骼。這一發現必將加速生物打印技術和技術的發展。

 

印度研究人員生物3D打印承重骨骼

 

　　骨骼有兩種形成方式。對於像頭骨這樣的非承重骨骼，間充質乾細胞直接分化為骨細胞。對於諸如股骨的承重骨，幹細胞首先分化成軟骨模板，然後隨著時間的推移經歷更多分化成骨細胞。到目前為止，使用支架創建承重骨的嘗試將乾細胞直接分化為骨細胞，跳過了我們體內天然存在的軟骨相。“這種骨骼結構的功效尚未在軸承載荷中得到證實。在體外和體內開發的骨構建體之間存在非常差的相關性。此外，這些組織工程骨的基因表達模式與人類成人骨骼大不相同，“IIT德里紡織技術部的Sourabh Ghosh教授評論道。

 

　　研究小組決定通過3D生物打印軟骨支架模仿軟骨步驟，然後用甲狀腺激素（三碘甲狀腺原氨酸或T3）治療軟骨支架，激發軟骨分化為骨樣細胞。他們的3D打印骨顯示出與天然存在的骨中發現的基因和蛋白表達相似的基因和蛋白，並且成骨分化的必需細胞信號傳導途徑也被上調。“當我們採用不同的策略來開發骨骼時，體內肢體骨骼發育的相似性更高，”Ghosh教授說。

 

　　軟骨支架為將成為骨的細胞外基質的物質提供了合適的底物。來自IIT坎普爾生物科學和生物工程系的Amitabha Bandyopadhyay教授解釋說，“骨骼的承重能力主要取決於細胞外基質的質量。在負荷骨骼中，細胞外基質佔95％，而骨細胞僅佔5％ 。因此，如果您正在嘗試製造承重骨骼構造，那麼最好有更多的細胞外基質。與直接由幹細胞形成的骨相比，通過中間軟骨過程形成的骨構建體的細胞外基質高出10倍。

 

　　幹細胞、軟骨需要大約三週時間生成，軟骨到骨的步驟還需要兩週。雖然該研究沒有研究3D打印骨骼的機械特性，但Ghosh教授表示，他們的初步測試顯示它比直接從乾細胞分化的骨骼更強。