记者30日从昆明理工大学获悉，该校材料app与工程学院徐旭辉教授团队，近期开发了一种由上转换纳米粒子辅助的3D生物打印方法，无需侵入性手术，即可在体内成型辅助骨折治疗的支架。相关研究以“用于无创体内成型的上转换3D生物打印技术”为题，发表于国际材料期刊《先进材料》上。

  ?

上转换材料辅助3D生物打印在体内无创固定骨折示意图。

在医疗领域中，体内植入式生物材料对于骨折的矫正修复、心血管疾病和神经疾病的治疗具有不可或缺的功效。传统的方法是将医疗材料在体外成型，并通过外科手术植入体内，但容易引起手术并发症并导致感染。因此，急需新的方法实现医疗材料在体内的制造，以有效降低与外科手术相关的风险。

上转换纳米粒子，是一种特殊类型的纳米粒子，具有将长波段光转换成短波段光的能力。这种光学性能使其在光学器件、生物医用材料和辅助光明升手机反应等许多领域展现出良好的应用前景。

  ?

上转换氟化物纳米晶辅助3D生物打印技术用于体内骨折固定。

日前，徐旭辉团队借鉴微晶玻璃的设计思路，选择稀土掺杂上转换微晶作为水凝胶内嵌的紫外固化光源，开发了一种上转换纳米颗粒辅助的近红外3D生物材料打印方法，以实现无侵入性手术的体内材料成型。首先设计多层核壳结构上转换纳米颗粒，定向增强其在蓝紫光波段的发光性能；随后，这类颗粒将吸收穿透皮肤组织的近红外光，在体内转化为300—500纳米的蓝紫色诱导多种单体聚合固化。此外，研究团队利用三维移动坐标平台，固定并控制近红外激光器，使其按预设路线精准移动实现成型。

在此项研究中，团队成员成功在小鼠体内实现了无创骨折固定支架的3D成型，展示了一种全新生物明升手机版材料的体内成型方式，在植入式医疗领域具有广泛的应用前景。

（昆明理工大学供图）