医疗和牙科

Tu Eindhoven展示了小儿心脏手术的3D印刷支架

研究人员在埃因霍温大学(tu/e)在荷兰,已经发布了有关3D印刷,自扩展,可生物降解支架的概念验证文章。支架的设计为微创,支持心脏的狭窄或弱动脉,尤其是在涉及儿童的情况下。

安装心脏支架的典型方法 - 使用气球来扩展笼子等结构,并改善器官周围的血液流动。图像通过佐治亚中部心脏中心
安装心脏支架的典型方法 - 使用气球来扩展笼子等结构,并改善器官周围的血液流动。图像通过佐治亚中部心脏中心

打击心脏病

如上图所示,支架用于打开通过心脏病引起的斑块的积累变得厚或弱的动脉。在典型的支架安装中,气球用于扩展网格材料,并将牙菌斑堆积在动脉中。随着时间的流逝,该支架被细胞吸收以成为动脉的一部分 - 这是其成功至关重要的过程,因为去除将导致动脉进一步损害。

Eindhoven团队代替了这个气球系统,提出了一个支架,该支架在动脉内部自动扩展。Eindhoven的支架还由可吸收的聚合物而不是典型的镍钛(Nitinol)金属制成,以促进体内的舒适性和接受。

将塑料支架放在测试中

研究人员使用典型的硝基支架的设计参数,创建了塑料聚合物支架的计算机设计。通过模拟的挤压测试,塑料支架的设计通过度进行修饰,直到匹配或超过奈蒂醇中所需的响应。

然后,将实验支架打印在Makerbot复制器2X上的FDM 3D。原型中使用的材料是Flexifil,一种TPC(热塑性共生酯)丝具有与橡胶相当的柔性品质。Felixfil由Formfutura制造。

实验3D打印的Flexifil支架。通过Cabrera Sanders,Goor,Driessen-Mol,Oomens和Baaijens的图像
实验3D打印的Flexifil支架。通过Cabrera Sanders,Goor,Driessen-Mol,Oomens和Baaijens的图像

原型经过多种测试,以进行机械和可生物降解能力。这些结果也与对奈蒂醇支架的相同测试进行了比较,以确保适当的匹配。

在压接测试中,柔纤置支架被证明能够在10mm的所需直径内拟合。在水中加上,支架通过将其从刚性管中推出来显示其扩展的功能。

成功的压接测试的逐步照片,显示自动扩展。通过Cabrera Sanders,Goor,Driessen-Mol,Oomens和Baaijens的图像
成功的压接测试的逐步照片,显示自动扩展。通过Cabrera Sanders,Goor,Driessen-Mol,Oomens和Baaijens的图像

为了确保支架在体内生物降解,研究人员进行了加速的水解测试,将样品保持在温度控制的水浴中为90°C。经过两周的体外水解,支架表现出增强的孔隙度,这鼓励了细胞采用。

超分子材料和未来体内测试

在讨论中,研究人员建议进一步研究生物相容性,超分子,即多质质的聚合物,这些聚合物也符合3D打印的要求。他们还希望在动物模型中测试体内柔性TPC,并在生物环境中16周后设计材料才能降解。

伊利诺伊州西北大学进行了其他有关心脏支架改善的研究,研究人员使用了所谓的过程“微连续液体界面生产”制作设备。图卢兹大学医院的肺科学系与本地启动AnatomikModeling之间的合作也使用了3D打印为患者的呼吸道制造和植入定制支架。

计算设计的3D打印自膨胀的聚合物支架具有生物降解能力,用于最小侵入性心脏瓣膜植入:概念证明研究在3D打印和添加剂制造期刊上在线发布,第4卷,第1卷,2017年。它由MaríaSolCabrera,Bart Sanders,Olga J.G.M.合着。Goor,Anita Driessen-Mol,Cees W.J Oomens和Frank P.T.Baaijens。

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狂热的图像:3D打印的tu eindhoven支架(左)进行后(右)实验。通过Mary Ann Liebert,Inc的照片