医疗和牙科

Eth Zurich 3D打印了更少的侵入性可溶性支架,以清除窒息患者的气道

埃尔希希研究人员有3D印刷生物可收吸水支架,旨在为患有气道阻塞的人提供更少的侵入性氧气浮雕。

通过组合两种单体,该团队能够创建一种新型细胞兼容树脂,一旦被DLP 3D打印机固化,可用于制造特定患者的气管植入物。在兔子上测试了他们的设备,这位科学家认为他们现在可以找到最终用途的临床应用,防止患者窒息而不需要侵入手术移除。

“这一有前途的发展为快速生产定制医疗植入物而开辟了前景,”埃尔科什·克里希队(Eth苏黎世)的药物制剂教授说,“以及需要非常精确,弹性和可降解的装置身体。”

Eth苏黎世研究人员的三种不同的3D印花支架设计。
研究人员3D印刷了三种不同的支架设计(如图)。照片通过科学推进杂志。

改善防窒息装置

在急性病例中,哮喘、囊性纤维化和支气管炎等疾病都可能导致患者气管中枢性气道阻塞(CAO)。当这种情况发生时,它实际上是一种医疗紧急情况,如果病人没有找到帮助,获得的氧气太少,他们就有窒息死亡的风险。

值得庆幸的是,患者通常可以使用硅树脂气道支架进行治疗,但许多商用支架还很简陋,不是针对患者的,而且容易移位,这可能会导致并发症。同样,当支架应用于儿科患者时,他们的喉咙会随着他们的成长而改变形状,因此需要进行侵入性替代手术。

因此,苏黎世团队已经确定了可用于可用于个人患者需求的可生物降解设备的需求。虽然FDM 3D打印先前出现可溶解的植入物,但它们通常太可延展,并且在将其插入CaO患者的喉部之前,可以变形。

同样,研究人员试图使用DLP系统以前制造支架,但发现树脂粘度阻止了这种方法可行。苏黎世团队甚至3D打印可溶解铝植入物2019年,在这种方法的基础上,他们选择开发一种特定应用的生物树脂。

这是两只兔子的图像,其中一只的3D打印支架还在原位,另一只的支架已经溶解了。
经过十周的测试后,科学家发现他们的测试样品完全溶解。通过科学推进日记的图像。

3D打印生物可见支架

为了创造他们的材料,科学家们将DLLA和CL单体以非常精确的比例混合,他们计算出的比例将使配方具有生物友好性。该团队随后使用了定制的DLP 3D打印机,该打印机只能在70到90°C的温度下进行打印,将树脂固化成聚合物,而不会使其变得太粘。

在测试期间,研究人员发现,它们能够通过调整它们的单体的链长来调节印刷物体的性质,从而影响交联密度。最合适的材料配方以长和柔性的聚合物链为特征,使其使其拉伸应力为10MPa,显着小于硅氧烷支架。

挥舞着优化的聚合物混合物,苏黎世团队然后3D打印了三种不同的原型,并通过ISO标准的评估。结果表明,使装置对水分和热量导致它们经历显着的体重减轻,并且温热的人损失了70%的总质量。

作为最终测试,科学家们占据了六只兔子的气囊和制造支架的CT图像,以适应每个测试对象的精确喉部几何形状。在将设备移植后,研究人员观察到,尽管引起炎症,添加剂支架在十周内完全溶解。

据Zurich的复杂材料集团负责人的介绍,新颖的设备很快就会进入最终用途方案。“大规模生产这些支架是一种复杂的承诺,我们仍然需要更好地学习,”结束了。“希望在我们的解决方案找到进入诊所的道路之前,只有时间才会出现问题。”

3D印刷支架的进展

尽管ETH团队的聚合物可能很新颖,但他们并不是第一个成功开发生物相容性支架的团队克利夫兰诊所甚至获得了食品药品管理局的批准3D打印患者专用设备

研究人员埃因霍温科技大学与此同时,美国也出现了类似的情况3D打印可溶解支架,但对于儿科心脏手术应用。自扩张装置专门设计用于打开受心脏病影响的儿童的动脉。

类似地,一个基于浦项科技大学(Postech)有3D打印细胞衍生支架有助于缓解食道炎的症状科学家们相信,他们的设备未来可以装载其他细胞,作为治疗烧伤或伤口等局部损伤的一种手段。

研究人员的研究结果详细发表在他们题为《数字光3D打印定制的生物可吸收气道支架具有弹性性能

该研究是由NevenaPaunović,Yinyin Bao,Fergal Brian Coulter,Kunal Masania,Anna Karoline Geks,Karina Klein,Ahmad Rafsanjani,Jasmin Cadalbert,彼得W.Kronen,Nicole Klleger,Agnieszka Karol,Zhi Luo,FabienneRüber,Davide Brambilla,Brigitte Von Rechenberg,Daniel Franzen,AndréR.Studart和Jean-Christophe Leroux。

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特色图片显示了二座Eth苏黎世队的3D印花气道支架。照片通过科学推进杂志。