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生物降解3D打印支架可用于小儿心脏手术
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日期:2017-05-19 13:07:27来源:天工社 点击:538
核心提示:近日,荷兰埃因霍芬理工大学(Tu / e)研究人员在《3D打印和增材制造》在线杂志上发表了一篇关于3D打印自扩张、可生物降解支架的概念证明文章。该支架适用于微创手术,能支持狭窄或微弱的病变心脏动脉,特别是儿童的心脏动脉。对抗心脏病心脏病会导致斑块集聚,从而让动脉变厚或变弱。如上图所示,支架被用来打开病变动...

 近日,荷兰埃因霍芬理工大学(Tu / e)研究人员在《3D打印和增材制造》在线杂志上发表了一篇关于3D打印自扩张、可生物降解支架的概念证明文章。该支架适用于微创手术,能支持狭窄或微弱的病变心脏动脉,特别是儿童的心脏动脉。

对抗心脏病

心脏病会导致斑块集聚,从而让动脉变厚或变弱。如上图所示,支架被用来打开病变动脉。在典型的支架安装中,一个气囊会被用来张开网状物质,并推开动脉中的集聚斑块。随着时间的推移,支架会被细胞吸收,从而成为动脉的一部分。之所以不直接移除斑块是因为这会对动脉造成进一步的损害。

科学家展示可生物降解的自扩展3D打印支架,用于小儿心脏手术

研究中,Tu / e团队去除了气囊系统,取而代之的是一种能在动脉内自主展开的支架(见下图)。这种支架是用可被人体吸收的聚合物制成的,而不是典型的镍钛(镍钛诺)金属,以提升身体的舒适度和接受度。

科学家展示可生物降解的自扩展3D打印支架,用于小儿心脏手术

对塑料支架进行测试

使用典型的镍钛诺支架的设计参数,研究人员创造了一个塑料聚合物支架的计算机化的设计。通过模拟挤压测试,研究员不断修改塑料支架的设计,直到它的反应与镍钛诺支架的相当或更好。

随后,研究员在一台MakerBot Replicator 2X上FDM 3D打印出实验支架,原型使用的材料是FlexiFil,一种TPC(热塑性共聚酯)线材,具有与橡胶相当的柔韧性。FelixFil由Formfutura制造。

研究员对原型进行了多次测试,以评估其机械性能和生物降解性。他们将这些结果与在镍钛诺支架上的相同测试进行了比较,以确保适当的匹配。

如上图所示,在卷曲测试中,FlexiFil支架能被安装在理想的10mm直径中。加入水后,支架从一个刚性管中自动推出,并扩展成一个完整的形状。

科学家展示可生物降解的自扩展3D打印支架,用于小儿心脏手术


为了确保支架会在体内生物降解,研究人员进行了一个加速水解试验。他们将样品放在一个90℃的恒温水盆中。经过两周的体外水解后,支架上出现了更多的孔隙,这会促进细胞吸收。

超分子材料和未来的体内测试

在讨论中,研究人员提出进一步研究生物相容和超分子的,同时也适合3D打印的聚合物。他们还希望能在一个动物模型的体内测试柔性的TPC,并设定在生物环境中材料在16周后就会降解。


出处:天工社
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