苏黎世联邦理工学院使用DLP 3D打印生物可吸收气管支架

2021年2月8日，南极熊获悉，苏黎世联邦理工学院的一个研究团队，利用DLP 3D打印技术生产了一种新型的生物可吸收气管支架，可以大大简化未来上气管阻塞的治疗。

由于损伤或疾病导致的气管或主支气管狭窄，结局可能非常糟糕。如果患者呼吸到的氧气太少，他们就有窒息的危险，往往需要尽快得到医疗帮助。外科医生将医学上可用的硅胶或金属制成的支架植入，作为治疗这些患者的一种方法。虽然它们能迅速带来缓解，但植入物也有缺点。金属支架必须通过手术费力地取出，这对患者来说是一种负担，而硅胶支架往往会从插入部位移走，原因是植入物不适应患者的解剖结构。

苏黎世联邦理工学院的一个研究团队，与苏黎世大学医院和苏黎世大学的研究人员一起开发出了一种气管支架；它是为患者量身定做的，并且是可生物吸收的，（即植入后会逐渐溶解）。这些支架使用一种被称为数字光处理(DLP)的3D打印工艺和专门为此目的调整的光敏树脂制造。

首先，研究人员创建了一部分气管的计算机断层扫描图像。在此基础上，他们开发了支架的3D数字模型。然后，将数据传输到DLP 3D打印机上，逐层打印出定制的支架。

特殊树脂

过去，利用SLS 3D打印技术和聚己内酯生产了一种生物可吸收气管支架--并成功植入人体。然而，使用可生物降解材料的DLP技术通常会产生僵硬和脆性的物体。苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一种特殊的树脂，在光照后会变得有弹性。

研究人员在《Science Advances》杂志上的最新研究中显示，他们生产的材料特性可以通过改变大单体（分子量）和它们的混合比例来控制。由于新开发的树脂在室温下粘性太大，研究人员不得不在70至90摄氏度的温度下对树脂进行处理。

研究人员用不同的单体生产了几种树脂，并测试了他们用这些树脂制作的原型，以了解这种材料是否具有细胞兼容性和生物降解性。他们还测试了原型的弹性以及压缩和拉伸等机械应力。最后，科学家们用具有所需性能的材料制作了支架，并在兔子身上进行了测试。

插入支架还需要一个特殊的仪器，因为3D打印的支架必须折叠后才能植入。植入物不能被扭结或挤压到错误的方向，而且它们必须在植入的部位完美地展开。

研究人员在支架的结构中加入了黄金，以方便在插入过程中使用医学成像来跟踪其位置。这使得支架更加坚固，但不会改变其耐受性。

良好的前景

苏黎世大学医院肺科高级医师Daniel Franzen 和Vetsuisse教员对兔子进行的测试是成功的。研究人员能够证明，植入物具有生物相容性，并且在六到七周后就会被人体吸收。植入10周后，支架在X射线图像上不再可见。此外，插入的支架一般不会从其插入部位移动。

苏黎世联邦理工学院药物配方和递送教授Jean-Christophe Leroux说："这一有前途的发展为快速生产定制的医疗植入物和设备开辟了前景，这些植入物和设备需要非常精确、有弹性和在体内可降解"。

欧洲理工学院复杂材料组负责人André Studart说："然而，大规模生产这种支架是一项复杂的工作，我们还需要更好地研究。我们的解决方案进入临床只是时间问题。"


编译自：3dprintingmedia