新利18官方3D打印促进了组织工程
伯明翰大学的研究人员已经证明了3d打印组织支架的可行性,这种支架在植入后无害地降解,同时促进组织再生。
的支架显示了非常有前途的组织愈合性能,包括支持细胞迁移、组织“生长”和血管再生(血管生长)的能力。
来自伯明翰大学化学学院的安德鲁·达夫教授领导了这个研究小组,也是发表在《自然通讯》杂志上的论文的第一作者。这篇论文描述了支架的物理特性,并解释了它们的“形状记忆”如何是促进组织再生的关键。“支架有均匀分布和相互连接的孔,允许营养物质从周围组织扩散。形状记忆意味着当支架植入组织时,这种结构被保留下来,这支持细胞渗透到支架中,同时鼓励组织再生和血管重建,”Dove说。
脚手架是使用新利18官方树脂“墨水”是在多芬领导的生物材料研究的一个主要项目中开发的。这种树脂的商业名称是4Degra by 4D生物材料,该公司是伯明翰大学企业和华威创新公司于2020年5月推出的一个子公司。
与目前用于填充创伤或手术后残留的软组织空隙的方法相比,该支架具有几个主要优势,包括足够的弹性以适应不规则的空间,能够承受高达85%的压缩才能恢复其原始几何形状,与组织的兼容性,以及无毒生物降解.
本文描述了用于4Degra树脂的几种组合物,这些组合物能够制造各种强度的材料。所有的组合物都包括光引发剂和光抑制剂,以确保树脂在可见光照射下迅速变成凝胶,从而使其3D打印成一系列支架几何形状。新利18官方
研究人员表明,材料非毒性细胞和他们也进行机械测试,确保支架可以恢复其形状,几何和孔隙大小压缩后,和执行测试显示支架可以填补不规则形状的空虚在海藻酸凝胶用作模拟软组织。
实验室研究表明,支架通过表面侵蚀降解为非酸性产物,这意味着支架结构允许缓慢、持续的组织浸润。
这一发现在模拟植入脂肪组织的小鼠模型中得到了证实。这些研究显示,两个月后,脂肪细胞和成纤维细胞浸润,血管形成,组织安排和巨噬细胞的存在,表明正常的组织恢复,而不是受损、疤痕组织或炎症反应。
四个月后,研究人员在周围组织中发现了小而成熟的血管。该支架还表现出良好的生物相容性。种植体周围形成的胶原囊厚度小于200 μm,远低于其他研究中生物相容性阈值500 μm,未见钙化和坏死。
同样在4个月时,80%的支架仍然存在,这表明了实验室研究预测的缓慢降解,并表明支架将提供超过一年的支持,为成熟组织的生长提供了足够的时间。对照组使用聚(l -乳酸)(PLLA)作为比较,在4个月的时间里没有显示出明显的减少。
“3D打印材料在世界上受到了很大的关注组织工程世界。然而,空隙填充材料可以提供机械支持、生物相容性和表面侵蚀特性,以确保愈合过程中一致的组织支持,这意味着在材料设计中需要考虑第四维(时间)。”“我们已经证明,生产具有形状记忆功能的高多孔支架是可能的,我们的工艺和材料将能够生产自适应支架,在微创手术中采用软组织空隙几何形状,而不会变形或对周围组织施加压力。随着时间的推移,支架的侵蚀具有最小的肿胀,允许缓慢持续的组织浸润而没有机械降解。”
4D生物材料公司在诺丁汉(英国)的实验室中,在扩大4Degra树脂油墨的生产方面取得了快速进展,目前正为3D打印公司和医疗设备制造商提供技术级材料。新利18官方
首席执行官Phil Smith表示:“我们希望与欧洲和北美的创新公司合作,开发新一代3d打印医疗设备,将4Degra树脂墨水平台的独特优势转化为改善患者的治疗结果。”随着第一批客户的发货和融资即将结束,Phil补充道:“我们将很快发布进一步的公告。”
来源:伯明翰大学