日前，英國(guó)科學(xué)家開發(fā)出了一種材料，這種材料可以模仿軟骨并有可能刺激它重新生長(zhǎng)。軟骨是位于關(guān)節(jié)和脊椎之間的一種柔軟的締結(jié)組織，這種組織受到損傷之后很難修復(fù)。

　　在下方的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫中，研究團(tuán)隊(duì)展示了一個(gè)支架是如何被植入膝蓋后面以刺激軟骨細(xì)胞重新生長(zhǎng)并治愈受損的軟骨的：

　　來(lái)自倫敦帝國(guó)學(xué)院（Imperial College London）和Milano-Bicocca大學(xué)的研究人員們已經(jīng)開發(fā)出一種生物玻璃材料可以模擬真正軟骨組織的減震和承重性。它可以通過(guò)特定的配方來(lái)表現(xiàn)出不同的特性?？茖W(xué)家們希望能夠用它來(lái)開發(fā)植入物以取代椎骨之間受損的軟骨盤。

　　在下面的視頻中，研究人員通過(guò)讓生物玻璃制品在辦公桌上彈跳展示了其減震特性，這種特性類似于軟骨緩沖我們的骨頭的方式。

　　科學(xué)家們相信，它也有可能刺激膝蓋的軟骨細(xì)胞生長(zhǎng)，這在以前是不可能通過(guò)傳統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)的。據(jù)了解，生物玻璃是由硅和一種叫做聚己內(nèi)酯的聚合物組成的。它能夠表現(xiàn)出類似軟骨的屬性，包括柔軟、強(qiáng)韌、耐久而具彈性。它可以通過(guò)一種可生物降解的墨水形式生成，使得研究人員可以將其3D打印成某種特定的結(jié)構(gòu)以促進(jìn)軟骨細(xì)胞在關(guān)節(jié)內(nèi)的形成和生長(zhǎng)——類似于它們?cè)谠嚬苤兴憩F(xiàn)出的那樣。

　　另外，當(dāng)受到損傷時(shí)，它還顯示出自愈的特性，這一特性使其很適合用作可靠的植入物，而且當(dāng)它以墨水的形式存在時(shí)更容易3D打印。

　　研究人員在下面的視頻中展示了這種生物玻璃材料是如何可以自我修復(fù)和易于3D打印的。

　　而且，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出了一種配方，可以為那些椎間盤受損的患者提供一種替代的治療方案。當(dāng)脊柱的軟骨退化時(shí)，會(huì)給患者造成很大的痛苦，當(dāng)前比較常見的治療方案是融合椎骨，但是這種方法影響到了病人的活動(dòng)能力。

　　科學(xué)家們相信，他們能夠開發(fā)出合成的生物玻璃軟骨椎間盤植入物，其具有與真正軟骨相同的力學(xué)性能。

　　另外，研究團(tuán)隊(duì)還開發(fā)出了另外一種配方，以改善膝蓋軟骨受損患者的治療。當(dāng)前，外科醫(yī)生能夠做到的只是創(chuàng)建一種疤痕樣組織來(lái)修復(fù)受損的軟骨，但是大多數(shù)患者最終還是要接受關(guān)節(jié)置換，從而降低了其活動(dòng)能力。

　　研究人員的目標(biāo)是使用其生物玻璃“墨水”3D打印出微小的可生物降解支架。這些可生物降解支架將提供一個(gè)復(fù)制膝關(guān)節(jié)真正軟骨結(jié)構(gòu)的模板。

　　當(dāng)這種支架被植入后，生物玻璃的結(jié)構(gòu)、剛度、化學(xué)特性會(huì)刺激軟骨細(xì)胞通過(guò)細(xì)微的孔隙生長(zhǎng)?？茖W(xué)家們的設(shè)想是，隨著時(shí)間的推移，支架會(huì)在人體內(nèi)安全降解，在原有的位置留下新的軟骨，這種軟骨具有類似原始軟骨的機(jī)械性能。

　　倫敦帝國(guó)學(xué)院材料系的Julian Jones教授是該生物玻璃材料的開發(fā)人員之一，他介紹說(shuō)：“生物玻璃從上世紀(jì)60年代就已經(jīng)出現(xiàn)了，最初是在越南戰(zhàn)爭(zhēng)期間幫助治愈退伍軍人。而我們的研究表明，其最新的柔性版本可以用作類似軟骨的材料。”

　　目前，該研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得了來(lái)自英國(guó)工程和物理科學(xué)研究理事會(huì)的資助以幫助他們將研究推進(jìn)到下一階段。未來(lái)他們將在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)該技術(shù)進(jìn)行一系列測(cè)試，并開發(fā)出一種手術(shù)方法來(lái)植入該植入物。他們還將與一些企業(yè)伙伴一起開發(fā)針對(duì)這種材料的3D打印技術(shù)

　　Justin Cobb教授是倫敦帝國(guó)學(xué)院醫(yī)學(xué)系骨外科的負(fù)責(zé)人，他將在下一階段共同領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究。

　　Cobb教授補(bǔ)充說(shuō)：“這種新型配方和制造方法使得Julian可他的團(tuán)隊(duì)能夠開發(fā)出下一代的生物材料。今天，就算性能最好的人工關(guān)節(jié)也要比正常軟骨硬1000倍。雖然它們的性能也不錯(cuò)，但是這種更加接近自然，甚至可以用于3D打印的的材料的前景更加讓人興奮。

　　”使用Julian的技術(shù)平臺(tái)，我們也許能夠解決使用硬金屬制造的關(guān)節(jié)所帶來(lái)的僵硬和骨刺等問(wèn)題，恢復(fù)其靈活性和舒適性。“

　　來(lái)自 Milano-Bicocca大學(xué)的Laura Cipolla教授補(bǔ)充說(shuō)：”我們使用生物納米材料、蛋白質(zhì)和碳水化合物的化學(xué)改性技術(shù)，設(shè)計(jì)出了一種新的化學(xué)方法，該方法迫使有機(jī)成分聚己內(nèi)酯以一種穩(wěn)定的方式與無(wú)機(jī)成分硅結(jié)合在了一起。

　　不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)的兩個(gè)應(yīng)用（即膝關(guān)節(jié)和椎間盤）在到達(dá)臨床應(yīng)用之前仍然有大量的監(jiān)管障礙需要克服。研究團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)這兩種技術(shù)要真正進(jìn)入市場(chǎng)估計(jì)還需十年時(shí)間。他們已經(jīng)與Imperial Innovations共同申請(qǐng)了專利，后者是倫敦帝國(guó)學(xué)院的技術(shù)商業(yè)化合作伙伴。