專業(yè)治療骨骼肌損害的手持式生物 3D 打印機(jī)

作者：147小編
發(fā)布時(shí)間：2025-01-16
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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，倘若讓大夫和醫(yī)院工作人員能夠運(yùn)用，在治療創(chuàng)傷時(shí)會(huì)不會(huì)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(shí)到她們對(duì)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)告了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(shí)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(zhǎng)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(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)》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(duì)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(shí)間和設(shè)備會(huì)妨礙創(chuàng)傷后即時(shí)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(chǎng)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，不需要繁雜的影像和打印系統(tǒng)?！?/p>

手持式、部分自動(dòng)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(gè)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(tái)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(duì)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(shí)，他說：“日前，針對(duì)身患體積性肌肉損失的病人，尚無一個(gè)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(duì)創(chuàng)傷病人的護(hù)理。”

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(gè)問題，由于當(dāng)在擁有體積性肌肉損害的小鼠上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，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(zhǎng)。

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(cè)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