26日從中國科學院合肥物質科學研究院了解到，該院強磁場中心王俊峰研究員團隊開發出新型3D生物打印復合材料，用于組織工程修復領域，并取得了系列研究進展。相關成果日前發表在國際期刊《材料與設計》和《國際生物大分子雜志》上。
生物硼基玻璃（BBG）是一種生物活性材料，在骨組織修復和再生醫學中已有廣泛應用，在3D生物打印材料中的應用展現出巨大潛力。在骨組織修復中，研究團隊利用BBG的獨特理化特性，結合生物支架體單元設計了含有不同BBG含量的定制復合材料，并通過選擇性激光燒結技術3D打印出高質量的骨缺損修復支架。實驗結果表明，BBG的加入顯著改善了支架的綜合性能，包括適宜的孔隙率、機械強度、親水性、體外降解速率、細胞相容性、成骨分化能力及體內成骨和血管生成的生物學性能。
在軟組織修復中，基于對BBG的特殊內外生物礦化特性的深入研究，團隊將BBG顆粒引入海藻酸鈉中，構建了高精度3D打印的BBG-SA生物墨水。研究表明，BBG與海藻酸鈉結合后，能夠有效誘導降解并釋放鈣離子，啟動海藻酸鈉的內部凝膠化過程。同時，作為填料，BBG還解決了進行外部交聯時造成的凝膠化不均勻和顯著收縮問題。通過擠出式3D打印技術，團隊設計了含有不同BBG含量的3D打印水凝膠復合支架，其表現出最佳的可打印性、打印精度和成型收縮，展示了在組織工程3D生物打印中的應用潛力。
研究還表明，這些新型生物墨水還展現出優異的生物相容性，增強了MC3T3-E1細胞在支架表面的黏附和增殖，并促進了軟組織相關基因和蛋白質的表達。
