可以在体内生长的3D打印心脏瓣膜

发布日期:2022-06-28 浏览数:273 次

    一组研究人员最近宣布,他们已经开发出一种新型的3D打印心脏瓣膜。这种人造器官能够促进患者自身细胞发育,从而与患者器官的其余部分长在一起,从而有助于减少移植引起的并发症。 众所周知,增材制造在医疗领域的使用呈指数级增长,借助于3D打印技术,科学家和医生能够探索以前完全无法想象的领域。尽管3D打印已经成功地应用于假肢制造等领域,但在内科等其他领域,特别是生物打印领域,3D打印技术仍在探索中。3D打印心脏瓣膜这项研究代表了3D打印在生物领域向前迈出了重要的一步。

    包括慕尼黑工业大学(TUM)医学材料和植入物研究方向教授Petra Mela和西澳大利亚大学的Elena De-Juan Pardo教授在内的研究团队一直在研究使用3D技术打印心脏瓣膜的想法,使其能够促进患者身体生成新组织,可以用作终身植入物。通过将增材制造技术与特殊的可生物降解材料相结合,专业人员能够创建匹配人体器官独特复杂性的植入物。考虑到仅在美国,每年就有182,00例心脏瓣膜置换术,一旦可行,这项研究可能有助于挽救许多生命。

3D打印心脏瓣膜上的细节非常精细

 

    虽然其他类型的心脏瓣膜植入物已经存在,但使用这些植入物总是伴随着各种并发症。例如,机械瓣膜容易在金属表面形成血凝块,这可能导致严重的并发症。除此之外,患者还需要终身服用血液稀释药物,并限制身体运动。另一个缺点是这些瓣膜无法生长,最终需要更换成新的。正如Petra Mela所解释的那样,“我们的目标是设计具备生物启发性的心脏瓣膜,能够支持患者新功能组织的形成。儿童将特别受益于这样的解决方案。因为目前常用的心脏瓣膜植入物不会随着患者的生长而生长,必须在多年后通过多次手术来更换新的心脏瓣膜植入物。相比之下,我们的心脏瓣膜模仿了天然心脏瓣膜的复杂性,能够让患者自己的细胞渗入支架。

 

    为了确保植入物使用最好的材料,该团队选择使用医用级聚己内酯(PCL),它与细胞兼容且可生物降解。


Petra Mela,慕尼黑工业大学(TUM)医疗材料和植入物教授

 

    如前所述,长期目标是为儿童创造植入物,这些植入物可以留在体内并与患者一起生长。希望一段时间后,细胞会沉淀在微孔的空间中,这些空间比PCL结构的孔小。虽然还有很长的路要走,但该团队相信,对于那些患有心脏瓣膜疾病的人来说,这将是一个很大的进步,他们很快就会转向动物试验。

 

    博瑞科全三维,目前已经掌握了多种3D打印技术,包含羟基磷灰石等材料的光固化3D打印,欢迎感兴趣的朋友前来洽谈。


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