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如何使用近期的3D打印技术修复四肢?

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有人说3D打印是一个游戏更换者,但在健康和医疗领域,它也可能是一个生命变化。该技术允许创建非常精确,复杂的形状,并在印刷软骨,组织和器官中具有应用。

三维生物制品能够更加重大地了解特定伤害和疾病,可以提供定制治疗,以满足个体患者需求。该技术涉及通过层沉积载有细胞层的生物墨水,缓慢地建立组织,器官或软骨。

用液晶创造软骨

软骨是复杂的多孔结构;兼容的弹性组织,可提供橡胶状衬垫,以保护关节处的长骨骼的四肢(膝盖,脚踝和肘部)。它还形成肋骨和椎间盘,耳朵,鼻子和支气管,以及许多其他身体部件的一部分。

软骨足够柔软,靠垫接头,但足够强以抵抗压缩。但由于持续的磨损和撕裂,特别是在运动员中,它随着时间而受到损坏。

Chris Yakachi教授和来自科罗拉多大学博尔德大学的同事是使用液晶弹性体(LCE)创造软骨,以其弹性和分散高能量的能力。

尽管在日常物体中发现液晶,例如电话显示器和诸如Kevlar的聚合物,但是挑战是将它们纳入软聚合物,在那里它们将作为减震器的作用。

要创建软骨,该团队采用了一种称为数字光处理(DLP)的3D打印技术。它们开发了一种蜂蜜样液晶树脂,当通过紫外线击中时,在紫外线中撞击,在薄的光聚合物层的连续中形成了新的键。所得到的固化树脂是耐用但柔软柔软的弹性体,并且当在晶格结构中印刷时,开始模拟软骨。

原型脊柱融合器的应变-能量耗散是用市售光固化弹性体树脂打印的器械的27倍。

Yakacki对这种材料在脊柱中的可能性感到兴奋;以前模仿这种结构的尝试被证明是失败的,但这种方法是精确的,可以匹配一个人的解剖结构。

生物印刷与干细胞

制造人体组织和器官的生物印刷品是研究的圣杯;它不仅可以证明捐赠短缺的结束,但它也可能意味着患者用自己的组织治疗。

瑞典哥德堡大学萨尔格伦斯卡学院的研究人员通过在特制的支架上打印干细胞来培育软骨。最近膝盖手术患者的软骨细胞被改造成多能细胞,这意味着它们可以发育成多种不同类型的细胞。

涂覆以纳米纤维素的干细胞以确保它们在该过程中存活,以印刷到支架上。然后将细胞成倍增,并赋予生长因子以促进它们分化为软骨细胞。

这种3D生物打印的结构与人类软骨非常相似,以至于经验丰富的外科医生无法分辨出其中的区别。完善后的软骨可以用患者自己的干细胞3D打印出来,以修复受损的软骨或治愈骨关节炎。

但还需要做更多的工作,因为人体的生物相容性还不清楚。这种结构材料需要降解并被身体安全地吸收,只留下软骨。

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生物印刷骨骼愈合伤害

美国莱斯大学和马里兰大学的研究人员利用3D打印技术创造了人工组织,这可能有助于受损的骨骼或软骨。他们的工作可以帮助治疗膝盖、脚踝或肘部的受伤,尤其是那些在运动中受伤的人。

这项合作旨在模拟一种从表面逐渐从软骨(软骨组织)转变为骨骼的组织。他们开发了一种能够再现骨软骨损伤的物理特征的支架——距骨(踝关节)或胫骨(胫骨)软骨表面的一种缝隙。

该团队打印了由包裹物的定制混合物组成的支架,为软骨部件和骨骼部分的陶瓷组成。陶瓷用毛孔嵌入毛孔以允许患者的细胞和血管渗透植入物,这意味着支架最终将形成天然骨和软骨的一部分,使骨质色神经病变愈合。

下一步是确定如何打印完全适应单个患者的骨血管植入物,这将直接生长和保险到骨骼和软骨。

实现生物医学应用中3D打印的潜力

三维印刷已经彻底改变了许多行业,并将其适应生物医学应用可能在医疗环境中具有相同的效果。

虽然需要更多的研究,但特别是在该过程中使用的材料是生物相容的,但未来或肢体修复是有前途的:从量身定制的支架模仿骨骼和软骨,甚至导欧洲杯足球竞彩致生物印刷组织的普遍性 - 它甚至可能是先驱的肢体替代技术的新时代。

参考和进一步阅读

新的四肢可以从头开始,因为科学家用3D打印机创造了软骨。[在线]地铁。可用于:https://metro.co.uk/2020/06/08/new-limbs-built-scratch-scientists-create-qrilage-3d-printer-12820981.(访问11.TH.2020年6月)。

Motivans,E。(2019)人类软骨已成功打印3D。[在线] ZME科学。欧洲杯线上买球可用于:https://www.zme欧洲杯线上买球science.com/medicine/human-cartilage-successfully-3d-printed/(访问11.TH.2020年6月)。

Carlota V.(2019)生生物文人工组织治愈骨和软骨损伤。[在线] 3d当地人。可用于:https://www.3dnatives.com/en/bioplinted-arty-tissues-090420195/(访问11.TH.2020年6月)。

阮D等等。软骨组织工程通过3D生物打印iPS细胞在纳米纤维素/藻酸盐生物墨水。自然科学报告。https://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/s41598-017-00690-Y.(访问12.TH.2020年6月)。

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Kerry Taylor-Smith

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Kerry Taylor-Smith

克里自2016年以来一直是自由撰稿人,编辑和校对家,专门从事科学和健康有关的科目。欧洲杯线上买球她在浴室大学拥有自然科学学位,位于英国。欧洲杯线上买球

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    泰勒史密斯,克里。(2020年6月16日)。如何使用最近的3D打印技术修复四肢?Azom。从6月28日,2021年6月28日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=19366中检索。

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    泰勒史密斯,克里。2020。如何使用近期的3D打印技术修复四肢?。Azom,浏览2021年6月28日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articleid=19366。

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