中科康的 “新型3D打印柔性高分子材料”合作項目獲吉林省重點研發醫藥專項支持

近日，中國科學院長春應用化學研究所（CIAC）與吉林省中科康的科技有限公司(Sinotech Healthy，Co. Ltd)聯合申報的2024年度吉林省科技發展計劃項目（重點研發-醫藥健康關鍵技術研發）--“新型柔性高分子材料3D打印裝置和骨修復支架的開發”成功獲批。這是我司承擔的第二個所企合作產業化研究重點項目，旨在解決高分子材料的低溫成型關鍵技術和裝備，以避免擔載生物活性分子制備骨再生誘導材料中易失活的問題。

隨著計算機輔助技術的發展和數字化技術的革新，3D打印技術目前已經被廣泛的應用于骨植入物的加工和制造。3D打印技術可以根據每個患者的骨缺損部位形貌進行個性化定制支架，這種個性化的支架能夠和骨缺損部位很好的貼合并進行快速的骨缺損的修復。因此，基于3D打印技術的骨缺損修復是目前該領域的發展趨勢。

聚乳酸（PLA）等聚酯材料，已廣泛應用于3D打印骨修復支架，雖然生物相容性較好，但是缺乏骨誘導和骨傳導的生物學活性。因此，在骨修復支架的加工制備中往往需要添加一些生物活性分子，這些分子可以是藥物、多肽、生長因子、無機材料和稀有元素等。這些生物活性分子大部分不耐高溫，使用傳統的熔融堆積成型（FDM）技術會導致它們的失活。因此，開發一種能夠在常溫和低溫下進行的3D打印技術勢在必行。

該項目將開發一種高分子材料的柔性3D打印新技術和新設備，并利用此技術制備柔性骨缺損修復支架。主要解決以下的關鍵技術問題：1. 解決3D打印熔融堆積法過程中高溫易導致生物活性因子失活的缺點。2.   解決立體光交聯打印技術存在的材料選擇范圍窄，有毒單體殘留的缺點。3.   解決低溫冷凍干燥法中溶劑殘留和加工工藝復雜等缺點。4.   此技術能夠簡化加工過程，質量可控、易于規模化生產，降低審批門檻。該項目的創新性體現在不僅具有區別于現有3D打印技術的低溫/常溫成型優勢，而且固化成型過程中使聚酯材料內部形成大量的微孔結構，賦與打印后的材料具有彈性記憶性（即柔性）等特征，尤其適合骨骼等組織的應力生長需要。

項目的總體實施和監管由中國科學院長春應用化學研究所負責，具體工作涵蓋高分子柔性材料3D打印機的設計、組裝，打印墨水的配制，擔載生長因子的柔性3D打印骨修復支架的制備，以及體內體外動物實驗評估等關鍵環節。吉林省中科康的科技有限公司將負責項目所需要的PLA、PLGA、PCL和PGCL等多種高分子材料的合成和表征工作，以及后期的成果轉化。該項目的成功實施有望為骨缺損修復領域帶來新的突破。

應用柔性3D打印技術制備的PLGA柔性骨修復支架