MakerBot®3 d扫描仪展出的机器人和制造商,2014年米兰。
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使用MakerBot®复制因子®2 x实验3 d打印机,一个研究小组Feinstein医学研究所产生了对气管软骨修复或更换。
这已经展示的医学突破第51胸外科医师协会的年度会议上,圣地亚哥,在演示的一个研究者,托德•戈尔茨坦博士候选人。
丹尼尔·a·格兰德和托德·戈尔茨坦北Shore-LIJ卫生系统的一部分,与MakerBot复制因子桌面3 d打印机用于3 d打印软骨修复气管损伤。图片来源:业务线
戈尔茨坦先生一直在与外科医生大约一年北Shore-LIJ卫生系统的分析是否可以申请3 d打印技术和组织工程气管修复和更换。
他们的成就是非凡的医学研究,因为这是第一次MakerBot标准®PLA纤维已经被用于3 d打印一个定制的气管支架,这是曼联气管段与活细胞。
损伤气管发生由于气管插管,生硬的创伤,肿瘤和其他损伤。这些会造成气管狭窄和削弱,这就很难修复。两种传统方法重建受损的气管有特定的限制。
胸外科主任,医学博士David Zeltsman长岛犹太医疗中心和李史密斯,医学博士,小儿耳鼻喉科主任科恩儿童医学中心(北Shore-LIJ卫生系统),使用3 d打印的想法和创造新的软骨组织工程气管建设,丹尼尔·a·格兰德博士整形研究实验室主任范斯坦研究所和戈尔茨坦先生。
Zeltsman和史密斯认为,使用这种技术来创建新的软骨可能至少需要10到20年。格兰德博士和戈尔茨坦先生能够在一个月内完成这项任务。
Feinstein研究所的研究小组成功集成两个新兴领域的3 d打印技术和组织工程。使用活细胞从皮肤、软骨组织工程,或肌肉为原料代替钢或计算机代码,用于其他工程领域。研究人员知道如何使用混合生长软骨的细胞称为软骨细胞,营养滋养他们,和胶原蛋白绑定在一起。
MakerBot故事:Feinstein医学研究所从MakerBot在Vimeo。
3 d打印技术的作用是至关重要的在塑造新形成的软骨到气管或鼻子。使用3 d打印机,研究者们构建了一个支架,可以包含在软骨细胞和胶原蛋白。
做一个气管或气管是一个未知的领域。它必须是刚性的,能承受咳嗽,打喷嚏和其他压力的变化,但足够灵活,允许自由移动的脖子。
3 d打印技术,我们能够构建3 d打印的脚手架,外科医生可以立即检查,然后我们可以一起工作在实时修改设计。MakerBot非常有帮助和参考优化我们的设计文件,这样他们才会打印好并提供建议如何修改MakerBot复制因子2 x实验3 d打印机打印与解放军和生物材料。
我们发现设计修改打印机MakerBot Thingiverse网站上打印解放军与一个挤出机和其他生物材料的挤出机。
我们与其他3 d打印所需的部分MakerBot复制因子桌面3 d打印机,用于修改MakerBot复制因子2 x实验3 d打印机,这样我们可以更好的迭代和测试我们的想法。
托德·戈尔茨坦,博士生
Feinstein医学研究所
范斯坦研究所尝试一些3 d打印机,但成本效益的选择是MakerBot复制因子2 x实验3 d打印机,可以放在桌面。
团队选择使用一个标准的MakerBot PLA纤维的实验。测试时,戈尔茨坦先生发现,挤出机的加热头帮助消毒标准解放军印刷。然而,bio-ink继续保持在室温下,挤压在3 d印刷过程。然后填满所有的山脊在解放军脚手架,和治愈凝胶的构建板加热MakerBot复制因子2 x。这种技术使印刷two-inch-long段气管内两个小时。
原型的能力,检查,触觉,感觉然后重新设计几分钟后,在几个小时内,允许创建这种类型的技术。如果我们有发送这些设计商业打印机很远,设计几周后,我们永远也不会成为今天的我们。
解放军的优点是它是用于各种外科手术植入设备。
李史密斯- MD,小儿耳鼻喉科主任
科恩儿童医学中心
bio-ink后结合到支架上,它被发送到生物反应器。生物反应器,像一个烤箱烤肉店,有助于保持温暖和生长的细胞在一个统一的方式。节约成本,而不是一个新的生物反应器,这将耗资约50000美元到150000美元,戈尔茨坦先生修改孵化器根据自己特定的需求和建立齿轮和其他组件MakerBot复制因子桌面3 d打印机,从而实现建设一个全新的团队使用的生物反应器。
3 d印制气管或气管段可以维持4周的定制的孵化器。戈尔茨坦先生的抽象,“细胞存活3 d印刷过程中,能够继续分裂,气管软骨细胞和细胞外基质产生预期。“换句话说,就像气管软骨段开始增长。
范斯坦研究所所做的研究是很让她兴奋和乐观。我们为正在创建的3 d打印机。知道MakerBot复制因子3 d打印机扮演了一个角色在一个潜在的医学突破是鼓舞人心的。
珍妮劳顿,首席执行官
MakerBot®
范斯坦研究所的成功实验,描述这项工作作为“概念验证。“然而,团队有更多的工作要做,只有这样,他们才能建立一个新的协议修复受损的气管。医学研究往往需要数年时间从实验室到实际应用。还可以有延迟的美国食品和药物管理局(FDA)的批准。然而,FDA有异常称为富有同情心的治疗,让病人同意寻求一个实验过程。
据史密斯博士,至少有一个病人来自北方Shore-LIJ医疗系统每年两种传统方法不能得到帮助。他预计在未来五年内将收获一个病人的细胞支架上生长,修复气管。这种定制的方法可能是治疗儿童尤其有用,史密斯博士说。
当谈到他的工作与3 d打印和这项研究,戈尔茨坦先生指出的,“它完全改变了我的学术生涯轨迹。戈尔茨坦先生最初来到Feinstein研究所分子生物学家,处理细胞,化学品和药物。
今天,戈尔茨坦先生是一个3 d印刷专家范斯坦研究所和参与器官打印副本术前计划和提高实验室仪器。”知道我可以让一部分,救别人的孩子——这是改变了我的生活,”戈尔茨坦先生说。
MakerBot Feinstein研究所提供了早期样本MakerBot PLA复合丝的石灰石(碳酸钙)和铁,还没有上市,所以研究所可以继续他们的工作尝试其他类型的组织如骨骼或3 d打印个性化盾牌癌症和放射治疗。
你还记得那个六百万美元吗?仿生人不是未来,而是现在。我们现在有能力这样做。真令人兴奋!
博士丹尼尔·a·格兰德- D左骨科研究实验室
Feinstein医学研究所