3D 生物打印是一种先进的组织工程技术，利用活细胞和支架等生物活性物质构建复杂组织。它提供个性化的组织修复解决方案，通过使用患者特异性细胞减少免疫排斥。常用的 3D 生物打印材料包括用于硬组织的聚己内酯 (PCL) 和聚乳酸-乙醇酸共聚物 (PLGA) 以及用于软组织的水凝胶。

3D生物打印材料为更好的骨骼和软组织修复提供了可能性

生物活性硼基玻璃(BBG)可与PCL或海藻酸钠(SA)、细胞3D生物打印的载体介质和多种生物活性物质结合使用，形成具有高机械强度和良好加工性的材料。

BBG能促进羟基磷灰石的形成，促进骨再生，且降解速度可调，以适应不同的修复需求，因此在3D生物打印材料中的应用潜力巨大。

中国科学院合肥物质科学研究院王俊峰教授领导的研究团队通过将BBG引入SA基质，开发出专用于骨与软组织修复的新型3D生物打印复合材料。

该研究成果发表在《国际生物大分子杂志》上。

王教授说：“通过利用 BBG 的生物活性和这些材料的可定制特性，我们可以为组织修复提供更好的解决方案。”

研究团队利用选择性激光烧结(SLS)技术，开发了不同BBG含量的BBG/PCL复合材料，用于修复骨缺损。

通过对材料的孔隙几何形状、孔隙率、机械强度、降解行为和细胞相容性的评估，结果表明 20% BBG 复合材料是最佳选择。其孔隙率为 68.5%，孔径为 650 微米，抗压强度为 0.860 MPa，在支持骨愈合和再生方面非常有效。

对于软组织修复，研究人员采用了 BBG-SA 生物墨水。他们使用基于挤压的 3D打印技术，将 BBG 颗粒加入海藻酸钠中，以创建具有高精度和改进的凝胶特性的生物墨水。

传统水凝胶常存在打印精度低、凝胶化过程中收缩明显等问题，BBG-SA生物墨水提供了有效的解决方案。

最佳的0.5%BBG-SA水凝胶表现出优异的印刷性、改善的结构和增强的生物相容性，促进细胞粘附并促进与软组织修复相关的基因和蛋白质的表达。

“我们的工作将显著提升生物活性玻璃在3D生物打印材料中的潜力，并为开发新型生物基3D打印材料提供重要的研究基础。”该研究的通讯作者之一马昆教授说。