手术植入3D打印的组织支架,可以在体内无害地降解,有助于组织再生。近年来,3D打印在医疗领域已经变得非常重要,特别是在组织工程领域。然而,3D打印组织支架的应用仍有一定的局限性,需要克服。特别是,研究人员正在寻找一种方法,使这种支架具有微创性,并与患者组织兼容,同时在损伤组织的愈合过程中仍能提供机械支持。
伯明翰大学化学系的安德鲁·达夫教授领导的一个研究小组可能已经想出了一个解决方案。科学家们开发了一种3D打印的组织支架,可以移植到患者体内,在无害降解之前促进组织再生。该研究小组表示,这种支架可以支持细胞迁移和血管生长,其工作原理是通过标记为“形状记忆”的特性。
“支架有均匀分布和相互连接的孔,允许周围组织的营养物质扩散,”鸽子说。“形状记忆意味着当支架植入组织时,这种结构被保留下来,这支持细胞渗入支架,同时鼓励组织再生和血管重建。”
该团队使用树脂墨水创建了组织支架,这是在伯明翰大学生物材料研究的一个主要项目中率先使用的,多芬也率先使用了树脂墨水。欧洲杯足球竞彩这种树脂的商业名称为4Degra4 d生物材欧洲杯足球竞彩料.
德芙是发表在该杂志上的一项研究的作者之一,该研究详细介绍了3D打印组织支架的发展自然通讯¹。
3D打印脚手架塔优于当前的替代品
伯明翰大学团队开发的3D打印支架由于其令人印象深刻的灵活性,在填补组织空隙方面比目前的组织支持方法有几个优势。
4Degra提供的弹性意味着支架可以符合创伤或手术造成的不规则空间,这可能是每个患者的个人,很难预测。该团队通过在海藻酸盐凝胶中创建的不规则空隙中测试支架的能力来证明这一能力,海藻酸盐凝胶可以代替人体组织,并在啮齿动物身上进行测试。
研究人员发现,3D印刷的脚手架也可以承受高达85%的压缩,同时仍然保留返回其原始形状的能力,其具有不受影响的材料的孔径,这意味着其功能是未受害的。
但是个性化脚手架的能力并不仅仅局限于它的形状。通过定制用于创建结构的4Degra树脂的成分,研究小组发现,他们可以创建具有不同强度的组织支架,这意味着它可以传输到不同密度的各种组织中,并且仍然兼容并促进再生。
但是,研究人员不仅关心他们的3D材料在受损组织的三维空间中如何发挥作用。他们还想知道它在第四维度的表现。
3D印刷材料在组织工程欧洲杯足球竞彩世界中受到了很多关注。然而,填补空隙的材料提供机械支持、生物相容性欧洲杯足球竞彩和表面侵蚀特性,确保愈合过程中一致的组织支持,这意味着在材料设计中需要考虑第四个维度——时间。
安德鲁·达夫教授,伯明翰大学化学系
模拟脂肪组织中的插入,伯明翰大学团队发现组织再生性能与正常组织恢复,而不是受损和伤痕累累的组织或炎症反应引发的再生。观察到健康的血管在植入术后两个月在结构周围生长。
支架植入后几个月与宿主组织保持相容性。该团队估计,3D打印干预可以继续发挥作用,为受损组织提供支持和鼓励愈合长达一年。
作为通过表面侵蚀的4degra树脂生物降解,它会在不留下酸性产物的情况下,留下无毒对活细胞。
3D打印组织支架的下一步是什么?
德夫说,他的团队开发和测试的技术表明,可以使用形状记忆开发高度多孔的脚手架。该材料的下一步是其在自配合支架中的应用,其在应用于微创手术后可以适应软组织中的空隙,而不会损坏周围组织。
对于4Degra的制造商来说,继续扩大树脂油墨的生产规模。该公司成立于2020年5月,是伯明翰大学企业项目的一个分支,已经从其位于诺丁汉MediCity的实验室向3D打印公司和医疗设备制造商提供材料。
我们希望与欧洲和北美的创新公司合作,开发新一代3d打印医疗设备,将4Degra树脂油墨平台的独特优势转化为改善患者治疗结果。
菲尔·史密斯,4D生物材料公司首席执行官欧洲杯足球竞彩
源
威森斯。A. C.,Arno。M. C.,Yu。W.,Huckstepp。R.T. R.,Dove。A.P.,[2021],'4D聚碳酸酯通过立体镀层作为软组织修复的支架,'自然通讯,[https://doi.org/10.1038/s41467 - 021 - 23956 - 6]。
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