每年大约有200,000人因出生缺陷、外伤或接受外科手术等原因而出现头骨或面部骨头缺损，缺损的部位往往需要通过植入物手术进行修复。

医生在进行修复手术时使用的植入物是怎样制造出来的呢？ 以下颌骨植入物为例，其中一种方法是医生取下一段患者腿部的腓骨，经过处理后植入下巴的骨缺损部位。随着3D打印技术和材料科学的发展，3D打印植入物进入到医学领域。主要流程是由工程师根据骨缺损部位的医学影像数据进行植入物的设计，然后将植入物3D打印出来交付给医生使用。由比利时外科医生与LayerWise 公司合作完成的世界首例3D打印钛合金下颌植入物，就是其中一个经典案例。

如今，约翰霍普金斯大学的科学家以骨粉和聚合物的混合物以及人体干细胞为材料，研发一种全新的3D打印下颌骨植入物。本期，3D科学谷将与谷友分享这项科研成果。

牛骨粉与PCL混合，促进人体骨骼细胞生长

PCL（聚己内酯）是一种可降解的聚合物，可作为3D打印下颌骨支架的材料。使用这种支架进行骨骼的修复，科学家首先需要将人体的干细胞放置在支架上进行培养，并诱导成为骨骼细胞，然后再将支架植入到体内进行骨骼的修复。虽然PCL 材料的强度足够大，但是并不利于促进骨骼细胞的生长。为了解决这个问题，约翰霍普金斯大学的科学家将一定比例的骨头粉末混合到到PCL 材料中来制造3D打印的支架。

在实验中使用的骨头粉末来自于牛的膝盖骨内侧。约翰霍普金斯大学生物医学工程学院的格雷森博士表示，骨粉含有的结构蛋白有助于促进支架中的干细胞生长为骨骼细胞。此外，它们增加了支架的表面粗糙度，也有助于促进干细胞的生长。