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        專業(yè)治療骨骼肌損害的手持式生物 3D 打印機(jī)

        時間:2025-01-16 21:07:26 作者:147小編 點(diǎn)擊: 次

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        點(diǎn)擊 江蘇激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 關(guān)注置頂公眾號

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        江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀:

        手持式生物3D打印機(jī)是一種便攜式的新型設(shè)備,倘若大夫和醫(yī)院工作人員能夠運(yùn)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(jī)

        此前,南極熊已然報(bào)告有些手持式生物打印機(jī)的項(xiàng)目,這些打印機(jī)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(diǎn)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(jī),能夠徹底改變肌肉骨骼外科手術(shù)的方式。

        生物打印機(jī)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顯現(xiàn)。然而,對缺失部位進(jìn)行影像,處理渲染計(jì)算機(jī)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(xiàng)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(jī)堅(jiān)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(jī),可讓臨床大夫直接在病人身體上打印支架,最重要的是,不需要繁雜影像和打印系統(tǒng)。”

        手持式、部分自動化的生物打印機(jī)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(jī),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(jī)的支架可精確粘附在損害周邊組織上,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。可定制的打印膠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(shí)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(shí)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(duì)能夠證明該生物打印機(jī)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(yùn)用的聚合物溶液,并且該生物打印機(jī)能夠在非平坦表面上進(jìn)行打印,這不可運(yùn)用常規(guī)的固定式生物打印機(jī)就可實(shí)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

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        江蘇省激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟會議預(yù)告

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