印度研究人員3D生物打印承重骨骼，由軟骨分化而成

2018年12月21日，南極熊從外媒獲悉，來自印度理工學院（IIT）的印度研究團隊最近取得了突破性進展，涉及3D打印軟骨，通過添加甲狀腺激素成為骨骼。這一發(fā)現(xiàn)必將加速生物打印技術和技術的發(fā)展。

骨骼有兩種形成方式。對于像頭骨這樣的非承重骨骼，間充質干細胞直接分化為骨細胞。對于諸如股骨這種承重骨，干細胞首先分化成軟骨模板，然后隨著時間的推移經(jīng)歷更多分化成骨細胞。到目前為止，使用支架創(chuàng)建承重骨的嘗試將干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載荷中得到證實。在體外和體內開發(fā)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，然后用甲狀腺激素（三碘甲狀腺原氨酸或T3），觸發(fā)軟骨分化為骨樣細胞。他們的3D打印骨顯示出與天然骨中相似的基因和蛋白表達，并且成骨分化的必需細胞信號傳導途徑也被上調。 “當我們采用不同的策略來開發(fā)骨骼時，體內肢體骨骼發(fā)育的相似性更高，”Ghosh教授說。

軟骨支架為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于細胞外基質的質量。在負荷骨骼中，細胞外基質占95％，而骨細胞僅占5％。因此，如果您正在嘗試制造承重骨骼，那么最好有更多的細胞外基質。與直接由干細胞形成的骨相比，通過中間軟骨形成的骨構建體的細胞外基質高出10倍。

間充質干細胞 - 軟骨相需要大約三周，軟骨到骨的步驟需要另外兩周。雖然沒有研究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干細胞分化的骨骼更強。由于這樣的進步，用于修復的3D打印骨圖和補丁可能會在短短五年內使用。對于職業(yè)運動員和笨拙的人來說，這是個好消息。

編譯自：3ders