在韓國,浦項科技大學(POSTECH)的一隊科學家正在探索3D生物打印在正規(guī)臨床上應(yīng)用的可能性。這只研究團隊是韓國科學家、大學和企業(yè)共同合作組成的。 POSTECH機械工程系教授Dong-Woo Cho、韓國天主教大學整形科Jong Won Rhie教授和生物制造公司T&R Biofab的Won-Soo Yun領(lǐng)導了這個團隊。
據(jù)他們的研究生Jin Woo Jung介紹,POSTECH的實驗室研究3D打印在生物醫(yī)學中的應(yīng)用已經(jīng)很長時間了。他們的研究重點是組織再生,他們目前正考察這項技術(shù)的實用性和市場競爭力。
在過去的幾年里,他們使用可3D打印的、經(jīng)FDA批準的可生物降解聚合物Poly(ε-己內(nèi)酯)或PCL取得了一些驚人的成果。這種醫(yī)用線材可作為骨支架用于骨折等骨相關(guān)醫(yī)學病例。
這種材料在人體中不僅能在1—2年內(nèi)完全降解,很少會引起免疫反應(yīng),與此同時它還能刺激骨再生。幾個獨立的研究證實,PCL能夠用于軟、硬組織或器官的再生,之后其支架會被吸收到體內(nèi),研究人員稱,“植入物將被周圍再生的骨組織所取代。”
幾年前,研究團隊已經(jīng)嘗試將生物打印技術(shù)用于治療一位由于腫瘤切除而導致面部出現(xiàn)非對稱現(xiàn)象的患者。他的創(chuàng)傷位于右顴骨區(qū)域,正因如此,導致他的眼睛不在同一水平線上。對于這種類型的畸形,通常會取下一片肋骨并植入用于校正眼睛的位置,但這種方法還需要醫(yī)生再做一次取肋骨的手術(shù)。
此外,外科醫(yī)生的技術(shù)水平對于操作的結(jié)果是至關(guān)重要的。因此團隊決定使用3D打印技術(shù)設(shè)計一個用PCL制成的植入物。“首先,我們在FusionTech公司的技術(shù)支持下設(shè)計出了植入物的3D模型:為面部正常一側(cè)(左側(cè))進行鏡像,以生成需要矯正部分的骨骼結(jié)構(gòu)(右側(cè)眼窩處)。”
設(shè)計好的3D模型,用3D打印系統(tǒng)打印出來。 最后,植入物被成功植入到患者的臉上,幾乎沒有副作用。矯正手術(shù)后,患者的左眼與右眼重新恢復到同一直線上,幾天后即可回到正常人的生活。
3D打印技術(shù)不僅可以用可降解材料生成醫(yī)療植入物,它還能夠有效降低手術(shù)的復雜度,比如一臺需要8個小時完成的手術(shù)可以大幅降至2個小時完成。
2013年底,POSTECH團隊為一位天生沒有鼻子或呼吸道的蒙古男孩3D打印并成功植入了一個鼻子。當時6歲的Nergui Baramsai已經(jīng)經(jīng)歷了8個月的研究和外科手術(shù)來治療自己的病情。這是一個非常罕見的先天畸形。天生沒有鼻子的嬰兒往往無法正常呼吸,大多數(shù)12個月內(nèi)就會死亡。
首爾圣母醫(yī)院(CMC)決定為這位孩子提供所有因治療、手術(shù)和住院而產(chǎn)生的醫(yī)療費用。他們還組織了一個由耳鼻喉科、小兒科、神經(jīng)外科、眼科、口腔科等??漆t(yī)生,包括POSTECH團隊,組成的醫(yī)療團隊,來治療孩子。
由于他的身體狀況和一些不可預見的嚴重并發(fā)癥,Nergui的治愈過程是漫長而艱巨的,涉及多個手術(shù)。醫(yī)療團隊為其用3D打印技術(shù)制造并植入了鼻子、鼻孔、鼻梁和呼吸通道,之后又經(jīng)過了很長時間的修復鞏固,所有這些手術(shù)都取得了成功。
總之,該技術(shù)能夠有效地3D打印骨骼再生支架,開發(fā)團隊還在尋找這種材料的其它應(yīng)用,比如為其它任何組織或器官打印再生支架。Jin Woo Jung告訴記者,他們已經(jīng)在動物樣本身上獲得了成功,并正在進行進一步的測試。
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