先天性心臟病一直都是威脅新生兒的重大疾病之一。近日，美國馬里蘭大學Fisher實驗室的科學家研發(fā)了一種新型的3D打印植入物來糾正這些缺陷---3D打印專用于心臟的血管植入物。
據(jù)了解，先天性心臟病是一種非常難對付的病，每年僅在美國就影響多達4萬多個新生的嬰兒。盡管有一些治療手段會讓一些先心病患兒獲得更健康的生活，但是它們并不是普遍適用的。這中間最大的問題是由于每個人解剖結(jié)構(gòu)上的差異，其表現(xiàn)出來的心臟缺陷也不相同。盡管可通過心臟植入物來治療，但是該植入物需要完美匹配病人的條件--而且并不是總是可行的。此外，當前的植入物移植往往容易產(chǎn)生漸進梗阻、感染、缺乏生長潛力等負面影響。事實上，如果從病人10-15年后的情況看，移植失敗率都在70~100%左右。
幸運的是，生物3D打印的發(fā)展提供了一種可行的替代方案，該方案使用可生物降解材料為患者定制血管植入物。馬里蘭大學的John Fisher教授和他的組織工程與生物材料實驗室的研究人員一直致力于開發(fā)一種可生物降解支架的制造平臺。
由于先心病患者需要的是那些在制造之后立即具有足夠的機械強度的植入物，所以常規(guī)3D打印功能性血管尚不能滿足要求。
研究者們使用了一種被稱為聚丙烯富馬酸（PPF）的生物相容性材料。這是一種可降解的聚酯，它包含了一種碳-碳雙鍵，這使它能夠在聚合物鏈之間建立連接--這種特性使其很適合3D打印或者作為功能性的組織支架。只是在3D打印時，需要將其與DEF混合在一起（按照5:4的重量比）。
3D打印時，研究團隊使用的是DLP光固化快速成型技術(shù)，他們根據(jù)MRI和CT影響資料使用SolidWorks軟件設(shè)計出3D模型，然后使用基于DLP技術(shù)的EnvisionTEC Perfactory P4 3D打印機打印出定制的血管植入物。“3D打印的植入物有效長度為7毫米，寬為2毫米。”研究人員補充道。
試驗證明，這些PPF支架能夠很好地粘附細胞結(jié)構(gòu)，并在小鼠心臟的靜脈系統(tǒng)中驗證了它的功效。這證明了通過3D打印技術(shù)開發(fā)這些血管移植物，可以顯著減少制造支架所必需的步驟。更重要的是，科學家們看到這些PPF 移植物展示出與原生血管同樣的力學性能。因此，他們認為3D打印技術(shù)和這種PPF材料在定制血管支架方面應用潛力極大，相應地也將會給先心病患者帶來更大的幫助。
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