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用于心脏瓣膜的3D打印聚合物支架克服了常规支架的局限性
2017-06-15 来源:重庆3D虎 点击
关键词:3D打印  聚合物

  随着生物3D打印技术的发展,用于心脏瓣膜的新3D打印聚合物支架克服了常规镍钛诺支架的许多限制,具备提供给儿童使用的潜力。


  根据荷兰研究团队提供的数据,几种发展趋势为这种新型心脏支架铺平了道路。这是因为该技术正符合脱细胞组织工程心脏瓣膜(DTEHV)的微创植入技术的需要。

  荷兰艾恩德霍芬理工大学的研究团队描述了聚合物支架的设计和制造过程,其机械性能类似于在动物试验中用于心脏瓣膜植入的常规镍钛诺支架。研究人员使用市售的3D聚合物创建了计算机设计的支架,进行挤压和压力测试,以验证计算模型预测的结果,并使用加速水解来评估人体的降解性。该学校的Bart Sanders和同事MaríaSol Cabrera总结说,可以成功设计基于计算的3D打印自扩张和可生物降解的聚合物支架。

  “通过采用3D打印作为制造方法,我们能够在完成模拟后几分钟内在实验室中评估支架设计的卷曲性和自扩展性,”Cabrera在一封电子邮件中写道。“这允许我们证明,通过合理的计算设计,生物可吸收的聚合物可以应用于生产强大的支架,最终可以替代儿科使用的金属支架。”

  每年约有280,000名患者进行心脏瓣膜手术,到2050年每年将增长到100万。基于此项研究,新的DTEHV发展有望改造,这表明快速的宿主细胞再增殖和细胞外基质产生支架生长潜力的两个指标。该团队写道,瓣膜发育的进展与微创支架植入的需要相辅相成。目前金属支架技术的局限性包括缺乏生长能力,可能导致如增生等长期并发症。并且生物可吸收的3D打印支架将使临床医生能够在新瓣膜已经将其自身融入心脏组织之后避免进行另一轮去除植入物的手术。

  然而,新的聚合物支架仍然缺乏关键特征。如果要在儿童中使用DTEHV,则必须能够适应增长,这将需要开发新的打印材料。根据作者的观点,聚合物具有其他几个潜在的益处,包括晚期血栓形成率降低,对MRI的干扰较少。基于熔融沉积建模(FDM)技术与市售的热塑性共聚酯弹性体(TPC)组合,使用镍钛诺支架设计聚合物支架。聚合物支架由具有40个支柱的三个环的重复设计组成,通过倾斜的桥连接。作者测试了FlexiFil(Formfutura),用于FDM应用的柔性TPC材料,以及来自相同材料的3D打印狗骨样品,以评估生产程序。

  “优化程序是一个迭代过程,调整聚合物支架的几何形状:1)允许支架的卷曲直径为12mm;2)获得与镍钛诺支架相当的[径向力] RF,”Cabrera及其同事解释说。“可以调整包括宽度、厚度和支柱数的参数,以改变聚合物支架的响应。”

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