耳廓重建：荷蘭研究人員3D打印軟骨評估制作耳朵新方法

隨著世界各地的用戶接受3D打印，其影響在各行各業(yè)繼續(xù)增長 - 尤其是醫(yī)學，因為研究人員在他們自己的實驗室中通過生物打印，以及創(chuàng)建醫(yī)療設備，植入物，假肢等等。雖然聽力設備領域的3D打印和耳組織的生物打印并不是全新的，但荷蘭的研究人員一直致力于一種新的耳廓重建方法。

荷蘭研究小組概述了他們在“設計和制造用于耳廓軟骨重建的混合海藻酸鹽水凝膠/聚(ε-己內(nèi)酯)模具中的發(fā)現(xiàn)，由于創(chuàng)建3D打印軟骨植入物的挑戰(zhàn)性目標，研究人員評估了他們所考慮的生物打印材料是否真正可行，因為他們使用海藻酸鹽作為細胞載體來創(chuàng)建聚-ε-己內(nèi)酯(PCL)支架。這種技術的成功可能意味著繞過更多傳統(tǒng)方法，這些方法面臨的挑戰(zhàn)包括：
1、供體部位的發(fā)病率
2、植入物的危險系數(shù)
3、外科手術難度大

(A)植入物模型的生物制造步驟的示意圖。 (B)研究方法的示意圖。 首先，分別分析藻酸鹽水凝膠珠和3D打印的PCL支架。 接下來，將藻酸鹽和PCL組合在一個構建體中以開發(fā)耳廓植入物模型。 PCL：聚-ε-己內(nèi)酯。

“組織工程與新型生物制造策略相結合，是一種很有前途的解決方案，可以用來自患者的本體細胞來設計耳廓植入物。這些生物制造的耳廓結構最終可以作為患者特異性植入物用于重建變形耳廓，“研究人員在他們的論文中說。

這些科學家的關鍵在于找到一個足夠堅固的支架，以承受細胞生長以及產(chǎn)生組織的細胞生長。這種類型的新支架必須耐用但也是多孔的，并且在生物降解性方面易于分解。由合成或天然水凝膠組成的Bioink可用于3D打印細胞，或者還可選擇制造支持支架，然后添加細胞 - 水凝膠混合物。聚ε-己內(nèi)酯(PCL)是一種塑料材料，成功地用于制造足夠強的支架用于此。

定制軟件創(chuàng)建了G代碼，醫(yī)療級PCL在3DDiscovery上進行3D打印。然后，將模具清潔，滅菌并密封。研究人員使用顯微鏡，數(shù)碼相機和光纖燈評估每個樣品的結構。然后他們評估了細胞活力，之后生物力學分析檢查了PCL支架和藻酸鹽水凝膠本身。

CAD視圖，總視圖和3D打印PCL支架的微觀視圖，其中股線之間的距離不同。 S代表樣品，數(shù)字代表以微米(μm)為單位的股線之間的距離。

然后他們發(fā)現(xiàn)支架是可行的：
“通過檢查表面孔隙率和機械性能來確定3D打印PCL支架的結構特性。對PCL支架的宏觀分析顯示出良好的印刷質量?！把芯咳藛T表示，“然而，單個PCL鏈的顯微鏡分析顯示在短距離內(nèi)股線直徑存在一些差異。另外，支架的側視圖顯示出孔隙寬度的多樣性?？偟膩碚f，毛孔寬度越小，3D打印支架就越準確?！把芯咳藛T表示，3D打印的軟骨植入物確實具有在體內(nèi)組織成熟過程中承受挑戰(zhàn)所需的機械性能類型，以及能夠形成組織的天然核心。

A)PCL-藻酸鹽耳廓植入物模型的總視圖。藻酸鹽可以在PCL模具的凹槽內(nèi)找到。 (B)體外培養(yǎng)的PCL-藻酸鹽耳廓植入物模型。 (C)培養(yǎng)21天后從PCL模具中取出藻酸鹽的LIVE / DEAD染色。在整個植入物模型中觀察到高細胞存活。


來源：中國3D打印網(wǎng)