3D打印移植物可能彻底改变心血管疾病的治疗

一种可生物降解、可定制的3D打印血管移植物可以帮助预防心血管病人的心力衰竭。

图片来源:Juan Domínguez-Robles, Tingjun Shen, Victoria A. Cornelius等,[2021],“利用3D打印开发用于预防血栓形成的载药心血管假体”,材料科学与工程:C, [https:]//doi.org/10.1016/j.msec.2021.112375。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

心血管疾病(CVD)是影响心脏和血管的一系列疾病的总称,包括心力衰竭、动脉疾病和中风,是全球死亡的主要原因,仅2016年就造成近1800万人死亡。到2030年,按死亡率计算,心血管病的成本预计将上升到全球约2400万人死亡。

因此,有效地处理CVD是卫生保健提供者主要关注的问题,在这些事件中防止心力衰竭的关键因素是快速恢复到心脏的血液流动。

目前,最好的方法是通过放置支架或进行手术搭桥来进行血管重建。后一种技术依赖于使用自体血管来绕过病变或阻塞的动脉。但是,这一过程并非没有风险。在这个过程中使用的船只是有创的,并不是没有风险的。即使在成功收获后,这些船仍有可用的可能性。

然而,还有一个可能的替代方案。研究人员目前正在努力开发人造血管移植。为了达到最大的效果,这些移植物应该是灵活的,大小和长度可以调节,可以在实际环境中使用,关键是由生物可降解材料制成。欧洲杯足球竞彩

目前用于人工移植的聚合物具有特殊的生物相容性、低毒性的化学稳定性和坚固性,使其成为一种长期的解决方案。不幸的是,由于缺乏关键的生物降解性,这些材料迄今为止被证明用于替代较小血管的成功有限。欧洲杯足球竞彩

解决这些问题的一个办法是制造可以嵌入抗血栓药物的移植物。另一种方法是,将材料组合在一起欧洲杯足球竞彩,创造出一种逐渐降解的移植物,并由天然血管替代。

发表在期刊上的一篇新论文欧洲杯足球竞彩材料科学与工程:C欧洲杯线上买球提示一种由聚己内酯(PCL)制成的可生物降解、无毒的人工血管移植物,具有逐渐降解的潜力,从而允许血管再生。这种材料已经被批准作为生物材料用于植入物和药物输送。

该研究的作者旨在将3D打印的基于pcl的血管移植物装载双嘧达莫(DIP)——一种广泛使用的抗血栓药物——进行试验。

生物可降解pcl血管移植试验

研究人员测试了两种不同形式的PCL,它们的分子量不同,将材料与三种不同浓度的DIP(5%、10%和20%)结合。基于pcl的移植物使用计算机辅助设计(CAD)软件设计,然后使用3D生物打印机(bioscaffold 3.2, GeSiM²)打印。

研究人员还利用扫描电子显微镜(SEM)和将材料置于60⁰C左右的温度下,评估了嫁接物的形态和热性能。在此之后,术语对移植物进行机械测试,找出材料的峰值强度和应变导致机械失效的点。SEM还用于发现PCL和DIP通过氢键结合的情况。

研究人员发现,虽然这些物质成功混合而没有出现DIP晶体,但当DIP的百分比增加后,接枝的表面变得粗糙。该团队还发现,较低分子量的PCL可以更成功地集成DIP。这种因素可以用于实际的移植,以消除溶剂的需要,这可能会对患者造成潜在的风险。

也许最重要的是,该团队发现3D打印可以用于生产小型血管移植物,特别是没有“掺杂”DIP的移植物。尽管不太适合较小的动脉,但注入DIP的移植物被发现能够持续和控制药物释放至少30天,而没有任何突然的大释放或抗血栓药物的“爆发”。

该团队指出,在临床使用前,基于pcl的血管移植物的许多方面需要进一步评估。这将包括一项关于如何对3D打印机进行有效消毒的彻底调查。

研究小组表达的担忧是,目前的一些消毒方法——包括伽马辐射和环氧乙烷的使用——可能会改变pcl血管移植的特性。

尽管存在这些担忧和体外试验的需要,PCL移植似乎表现良好,并可能很快为CVD患者提供人工、生物可降解和个性化的干预。

“获得的结果表明,3D打印可以成功用于这一目的,因此有很大的潜力转移到临床应用,”这组作者说。“此外,这种新兴技术允许按需生产医疗设备,在形状、大小和剂量上进行修改,允许设备个性化/设计,以满足每个患者的个人需求。”

1.Juan Domínguez-Robles,沈庭君,Victoria A. Cornelius,等,[2021],“利用3D打印开发用于预防血栓形成的载药心血管假体,”
欧洲杯足球竞彩材料科欧洲杯线上买球学与工程:C,https: / / doi.org/10.1016/j.msec.2021.112375

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罗伯特。李

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罗伯特。李

罗伯特是一名拥有STEM学士学位的自由科学记欧洲杯线上买球者。他的专长是物理、空间、天文学、天体物理学、量子物理学和SciComm。Robert是abw成员,aWCSJ 2019和IOP研究员。

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