当外科医生需要进行骨移植——例如，在事故后重建某人的面部时——他们会从患者身体的其他部位提取骨骼，通常是从骨盆提取。“这是一个痛苦的手术，”多伦多大学的牙医和生物医学工程师约翰·戴维斯说。“而且由于患者必须接受本质上两次手术，因此他必须在手术台上停留更长时间。这成本更高，意味着恢复时间更长。”
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戴维斯和他的同事们找到了一种避免首次取骨手术的方法。他们开发了一种模仿真实骨骼结构的聚合物支架。特别是，它被设计成像松质骨一样工作——骨骼坚硬外壳下方的海绵状骨骼。像松质骨一样，该基质具有无数相互连接的孔隙，每个孔隙大约一毫米大小。嵌套在这些孔隙中的既有破骨细胞（破坏骨骼的细胞），也有成骨细胞（形成骨骼的细胞）。当合成骨骼被移植时，这些细胞会扩散并生长新的骨骼，从而治愈损伤。
戴维斯说，研究人员之前曾尝试将骨骼接种到支架上，但收效甚微。一些团队尝试了磷酸钙基质——构成珊瑚的矿物质。“在培养细胞方面，它的效果非常好，但当它被放入体内时，它不会被吸收。它只是停留在那里。所以这不是一个很好的长期策略，”他说。其他研究人员尝试了可生物降解的泡沫，但泡沫中的孔隙太小，骨细胞无法穿透。“当他们形成骨骼时，它只是形成在表面的外壳，”戴维斯补充说。
通过调整两种常用的可生物降解泡沫制造工艺，戴维斯制造出一种具有更大孔隙的泡沫——大约与真实海绵骨中的孔隙大小相同。“当我们用细胞接种支架时，细胞会直接生长并穿透，深度可达约半英寸，因此它们以三维配置形成骨骼，”他说。“我们还没有深入研究，而且我们也不打算深入研究，因为当外科医生为移植而切除骨骼时，他们只会切除一小块骨骼，而我们正试图创造一种替代方案。”戴维斯计划在一年内对合成骨骼进行简单的牙科手术测试。
