蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院使用DLP 3D打印生物可吸收氣管支架

2021年2月8日,，南極熊獲悉,，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的一個研究團(tuán)隊，利用DLP 3D打印技術(shù)生產(chǎn)了一種新型的生物可吸收氣管支架,，可以大大簡化未來上氣管阻塞的治療,。

由于損傷或疾病導(dǎo)致的氣管或主支氣管狹窄，結(jié)局可能非常糟糕,。如果患者呼吸到的氧氣太少,，他們就有窒息的危險,，往往需要盡快得到醫(yī)療幫助,。外科醫(yī)生將醫(yī)學(xué)上可用的硅膠或金屬制成的支架植入，作為治療這些患者的一種方法,。雖然它們能迅速帶來緩解,，但植入物也有缺點。金屬支架必須通過手術(shù)費力地取出,，這對患者來說是一種負(fù)擔(dān),，而硅膠支架往往會從插入部位移走，原因是植入物不適應(yīng)患者的解剖結(jié)構(gòu),。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的一個研究團(tuán)隊,，與蘇黎世大學(xué)醫(yī)院和蘇黎世大學(xué)的研究人員一起開發(fā)出了一種氣管支架；它是為患者量身定做的,，并且是可生物吸收的,，（即植入后會逐漸溶解）。這些支架使用一種被稱為數(shù)字光處理(DLP)的3D打印工藝和專門為此目的調(diào)整的光敏樹脂制造,。

首先,，研究人員創(chuàng)建了一部分氣管的計算機(jī)斷層掃描圖像。在此基礎(chǔ)上,，他們開發(fā)了支架的3D數(shù)字模型,。然后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻LP 3D打印機(jī)上,，逐層打印出定制的支架,。

特殊樹脂

過去，利用SLS 3D打印技術(shù)和聚己內(nèi)酯生產(chǎn)了一種生物可吸收氣管支架--并成功植入人體。然而,，使用可生物降解材料的DLP技術(shù)通常會產(chǎn)生僵硬和脆性的物體,。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種特殊的樹脂，在光照后會變得有彈性,。

研究人員在《Science Advances》雜志上的最新研究中顯示,，他們生產(chǎn)的材料特性可以通過改變大單體（分子量）和它們的混合比例來控制。由于新開發(fā)的樹脂在室溫下粘性太大,，研究人員不得不在70至90攝氏度的溫度下對樹脂進(jìn)行處理,。

研究人員用不同的單體生產(chǎn)了幾種樹脂，并測試了他們用這些樹脂制作的原型,，以了解這種材料是否具有細(xì)胞兼容性和生物降解性,。他們還測試了原型的彈性以及壓縮和拉伸等機(jī)械應(yīng)力。最后,，科學(xué)家們用具有所需性能的材料制作了支架,，并在兔子身上進(jìn)行了測試。

插入支架還需要一個特殊的儀器,，因為3D打印的支架必須折疊后才能植入,。植入物不能被扭結(jié)或擠壓到錯誤的方向，而且它們必須在植入的部位完美地展開,。

研究人員在支架的結(jié)構(gòu)中加入了黃金,，以方便在插入過程中使用醫(yī)學(xué)成像來跟蹤其位置。這使得支架更加堅固,，但不會改變其耐受性,。

良好的前景

蘇黎世大學(xué)醫(yī)院肺科高級醫(yī)師Daniel Franzen 和Vetsuisse教員對兔子進(jìn)行的測試是成功的。研究人員能夠證明,，植入物具有生物相容性,，并且在六到七周后就會被人體吸收。植入10周后,，支架在X射線圖像上不再可見,。此外，插入的支架一般不會從其插入部位移動,。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院藥物配方和遞送教授Jean-Christophe Leroux說："這一有前途的發(fā)展為快速生產(chǎn)定制的醫(yī)療植入物和設(shè)備開辟了前景,，這些植入物和設(shè)備需要非常精確、有彈性和在體內(nèi)可降解",。

歐洲理工學(xué)院復(fù)雜材料組負(fù)責(zé)人André Studart說："然而,，大規(guī)模生產(chǎn)這種支架是一項復(fù)雜的工作，我們還需要更好地研究,。我們的解決方案進(jìn)入臨床只是時間問題,。"


編譯自：3dprintingmedia