專業(yè)治療骨骼肌損害的手持式生物 3D 打印機

時間：2025-01-16 21:07:26 作者：147小編點擊：次

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手持式生物3D打印機是一種便攜式的新型設(shè)備，倘若讓大夫和醫(yī)院工作人員能夠運用，在治療創(chuàng)傷時會不會很方便？

這種新設(shè)備并不是很平常，一般都是高度定制的。然而，科研人員已然認(rèn)識到她們對創(chuàng)傷護(hù)理的重要性。

加拿大多倫多大學(xué)研發(fā)的一種便攜式皮膚3D打印機

此前，南極熊已然報告了有些手持式生物打印機的項目，這些打印機在手術(shù)過程中將細(xì)胞直接遞送到骨骼和軟骨上，以及治療角膜潰瘍，重點用于經(jīng)過軟骨和皮膚再生來治愈燒傷創(chuàng)面；擁有巨大的潛能。這便是為何在今年早些時候，來自康涅狄格大學(xué)牙科醫(yī)學(xué)院的一組生物醫(yī)學(xué)工程師開發(fā)了一種手持式3D生物打印機，能夠徹底改變肌肉骨骼外科手術(shù)的方式。

生物打印機使外科大夫能夠沉積支架材料，以幫忙支持細(xì)胞和組織直接生長到骨骼肌衰弱的缺失部位，由康涅狄格大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系副教授Ali Tamayol研發(fā)，能夠?qū)φ澈蟿┲Ъ苓M(jìn)行3D原位打印。專家乃至認(rèn)為這是快速而精確地填充繁雜骨骼肌組織缺損的處理方法。

載有細(xì)胞的GelMA水凝膠的原位生物打印用于治療VML損害

Tamayol的科研近期發(fā)布在《美國化學(xué)學(xué)會》雜志的一篇文案中，標(biāo)題為“In Situ Printing of Adhesive Hydrogel Scaffolds for the Treatment of Skeletal Muscle Injuries.”。按照科研者的說法，日前的重建手術(shù)辦法在治療肌肉損失（骨骼肌的創(chuàng)傷性或手術(shù)性喪失，引起功能受損）方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

她們認(rèn)為，3D打印技術(shù)做為幫忙重建肌肉的新興處理方法而顯現(xiàn)。然而，對缺失部位進(jìn)行影像，處理渲染計算機模型并打印合適的支架，所需的時間和設(shè)備會妨礙創(chuàng)傷后即時治療。

為了克服這些挑戰(zhàn)，這項新的科研提出將基于明膠的水凝膠直接打印到缺失區(qū)域并在現(xiàn)場進(jìn)行交聯(lián)。

Tamayol指出：“打印機堅固耐用，能夠用纖維狀支架適當(dāng)填充空腔，其中纖維類似于天然組織的結(jié)構(gòu)?！?“這是新一代3D打印機，可讓臨床大夫直接在病人身體上打印支架，最重要的是，不需要繁雜的影像和打印系統(tǒng)?！?/p>

手持式、部分自動化的生物打印機是一種能夠連續(xù)擠出生物材料的設(shè)備，并且包含一個集成的紫外線（UV）光源，用于固化擠出的生物墨水，墨水能夠就地打印粘合支架，達(dá)到肌肉損害關(guān)聯(lián)的治療。科研人員聲叫作，該平臺能夠立即打印出光可固化的水凝膠，例如明膠甲基丙烯酰（GelMA）。GelMA是一種膠原蛋白衍生的生物材料，可緊密模擬天然骨骼肌的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）。另外，GelMA粘附著人體組織并已用作生物粘附劑，但她們暗示，它們率先科研GelMA粘附性的人水凝膠功效于骨骼肌。

手持式3D生物打印機，配有紫外線光源，用于打印支架的原位固化

科研顯示，GelMA的原位打印有望消除對其他手術(shù)的需要，并處理基于水凝膠的支架移植的挑戰(zhàn)，并且生物打印機的支架可精確粘附在損害的周邊組織上，并模仿膠體的特性?，F(xiàn)有的組織，無需任何縫合。

布萊根女性醫(yī)院（哈佛醫(yī)學(xué)院教育醫(yī)院）的合著者和整形外科大夫Indranil Sinha ，擁有治療肌肉損害的專業(yè)知識，他說：“日前，針對身患體積性肌肉損失的病人，尚無一個好的處理方法?？啥ㄖ频拇蛴∧z為新的治療方法奠定了基本，該方法能夠改善咱們對創(chuàng)傷病人的護(hù)理?！?/p>

從公開的材料中能夠清楚地看出，成功移植基于水凝膠的支架需要打印非常特殊的生物材料，材料將粘附在缺失部位。并且，盡管已然在體外創(chuàng)建了模擬骨骼肌的生物打印支架，但科研人員叫作這些支架尚未成功用于實質(zhì)受試者，現(xiàn)有的3D生物打印技術(shù)存在有些問題。

相反，Tamayol的處理方法處理了這個問題，由于當(dāng)在擁有體積性肌肉損害的小鼠上進(jìn)行測試時，成功打印的基于明膠的水凝膠生物油墨能夠有效地附著在缺陷部位。實質(zhì)上，在Tamayol治療后，小鼠的肌肉肥大顯著增多，即肌肉細(xì)胞的增多和生長。

經(jīng)過原位打印將GelMA水凝膠經(jīng)過外科手術(shù)移植擁有必定體積的肌肉丟失損害的小鼠中

由15位專家構(gòu)成的團(tuán)隊能夠證明該生物打印機與各樣類型的生物墨水兼容，包含可光固化的水凝膠和一般在組織工程和生物打印中運用的聚合物溶液，并且該生物打印機能夠在非平坦表面上進(jìn)行打印，這不可運用常規(guī)的固定式生物打印機就可實現(xiàn)。她們還測試了GelMA水凝膠原位打印在治療肌肉損害中的可行性。

本文源自：格物者