在韓國(guó),浦項(xiàng)科技大學(xué)(POSTECH)的一隊(duì)科學(xué)家正在探索3D生物打印在正規(guī)臨床上應(yīng)用的可能性。這只研究團(tuán)隊(duì)是韓國(guó)科學(xué)家、大學(xué)和企業(yè)共同合作組成的。 POSTECH機(jī)械工程系教授Dong-Woo Cho、韓國(guó)天主教大學(xué)整形科Jong Won Rhie教授和生物制造公司T&R Biofab的Won-Soo Yun領(lǐng)導(dǎo)了這個(gè)團(tuán)隊(duì)。
據(jù)他們的研究生Jin Woo Jung介紹,POSTECH的實(shí)驗(yàn)室研究3D打印在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)很長(zhǎng)時(shí)間了。他們的研究重點(diǎn)是組織再生,他們目前正考察這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
在過去的幾年里,他們使用可3D打印的、經(jīng)FDA批準(zhǔn)的可生物降解聚合物Poly(ε-己內(nèi)酯)或PCL取得了一些驚人的成果。這種醫(yī)用線材可作為骨支架用于骨折等骨相關(guān)醫(yī)學(xué)病例。
這種材料在人體中不僅能在1—2年內(nèi)完全降解,很少會(huì)引起免疫反應(yīng),與此同時(shí)它還能刺激骨再生。幾個(gè)獨(dú)立的研究證實(shí),PCL能夠用于軟、硬組織或器官的再生,之后其支架會(huì)被吸收到體內(nèi),研究人員稱,“植入物將被周圍再生的骨組織所取代。”
幾年前,研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)嘗試將生物打印技術(shù)用于治療一位由于腫瘤切除而導(dǎo)致面部出現(xiàn)非對(duì)稱現(xiàn)象的患者。他的創(chuàng)傷位于右顴骨區(qū)域,正因如此,導(dǎo)致他的眼睛不在同一水平線上。對(duì)于這種類型的畸形,通常會(huì)取下一片肋骨并植入用于校正眼睛的位置,但這種方法還需要醫(yī)生再做一次取肋骨的手術(shù)。
此外,外科醫(yī)生的技術(shù)水平對(duì)于操作的結(jié)果是至關(guān)重要的。因此團(tuán)隊(duì)決定使用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)用PCL制成的植入物。“首先,我們?cè)贔usionTech公司的技術(shù)支持下設(shè)計(jì)出了植入物的3D模型:為面部正常一側(cè)(左側(cè))進(jìn)行鏡像,以生成需要矯正部分的骨骼結(jié)構(gòu)(右側(cè)眼窩處)。”
設(shè)計(jì)好的3D模型,用3D打印系統(tǒng)打印出來。 最后,植入物被成功植入到患者的臉上,幾乎沒有副作用。矯正手術(shù)后,患者的左眼與右眼重新恢復(fù)到同一直線上,幾天后即可回到正常人的生活。
3D打印技術(shù)不僅可以用可降解材料生成醫(yī)療植入物,它還能夠有效降低手術(shù)的復(fù)雜度,比如一臺(tái)需要8個(gè)小時(shí)完成的手術(shù)可以大幅降至2個(gè)小時(shí)完成。
2013年底,POSTECH團(tuán)隊(duì)為一位天生沒有鼻子或呼吸道的蒙古男孩3D打印并成功植入了一個(gè)鼻子。當(dāng)時(shí)6歲的Nergui Baramsai已經(jīng)經(jīng)歷了8個(gè)月的研究和外科手術(shù)來治療自己的病情。這是一個(gè)非常罕見的先天畸形。天生沒有鼻子的嬰兒往往無法正常呼吸,大多數(shù)12個(gè)月內(nèi)就會(huì)死亡。
首爾圣母醫(yī)院(CMC)決定為這位孩子提供所有因治療、手術(shù)和住院而產(chǎn)生的醫(yī)療費(fèi)用。他們還組織了一個(gè)由耳鼻喉科、小兒科、神經(jīng)外科、眼科、口腔科等專科醫(yī)生,包括POSTECH團(tuán)隊(duì),組成的醫(yī)療團(tuán)隊(duì),來治療孩子。
由于他的身體狀況和一些不可預(yù)見的嚴(yán)重并發(fā)癥,Nergui的治愈過程是漫長(zhǎng)而艱巨的,涉及多個(gè)手術(shù)。醫(yī)療團(tuán)隊(duì)為其用3D打印技術(shù)制造并植入了鼻子、鼻孔、鼻梁和呼吸通道,之后又經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)間的修復(fù)鞏固,所有這些手術(shù)都取得了成功。
總之,該技術(shù)能夠有效地3D打印骨骼再生支架,開發(fā)團(tuán)隊(duì)還在尋找這種材料的其它應(yīng)用,比如為其它任何組織或器官打印再生支架。Jin Woo Jung告訴記者,他們已經(jīng)在動(dòng)物樣本身上獲得了成功,并正在進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。
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