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研究人员使用3D打印技术为小耳畸形儿童构建人造耳朵

导读: 来自上海交通大学,国家组织工程研究中心,中国医学科学院,潍坊医学院和大连理工大学的科学家们已经使用3D打印技术为五名天生缺陷的耳朵缺陷的小孩增加新的耳朵。软骨细胞从孩子的耳朵被采取并且使用新的耳朵形状的软骨。

来自上海交通大学,国家组织工程研究中心,中国医学科学院,潍坊医学院和大连理工大学的科学家们已经使用3D打印技术为五名天生缺陷的耳朵缺陷的小孩增加新的耳朵。软骨细胞从孩子的耳朵被采取并且使用新的耳朵形状的软骨。

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发生于每5,000名活产婴儿中约1例的Microtia先天性畸形,耳廓不完整,甚至完全缺失。在西班牙裔,亚洲裔,美国原住民和安第斯人群中更为普遍,甚至导致听力障碍。

解决小耳畸形会很棘手。患者的选择包括重建手术,其可涉及如下的方法:例如采取患者的肋骨软骨来创造新的耳朵,用塑料雕刻人造耳朵,或者简单地将耳朵保持原样。

在此前在该领域的研究的基础上,一组科学家对年龄在6岁至9岁之间的五名小耳畸形患者进行了一项研究,使用CT扫描和3D打印技术,构建了一种与每位患者健康的三维结构完美匹配的生物可降解支架耳。

研究人员使用3D打印技术为小耳畸形儿童构建人造耳朵

使用Z Corporation Spectrum Z510 3D打印机通过3D打印每个病人的耳朵的复制品来制造每个脚手架。然后使用粘土和硅树脂铸造3D打印的耳模型以产生一组负模,其中可以模制生物材料支架。支架采用厚度为1.37mm的9平方厘米PCL网格作为内芯,用PGA无纺布包裹,并涂以PLA。内核由3D打印的网格组成。

然后这些支架被来自每个患者的活细胞填充。将软骨细胞从每个患者的小耳朵的软骨中取出,并将这些细胞接种到支架上并培养三个月。在这段时间之后,一旦每个患者的特定耳朵形状产生软骨框架,就将实验室生长的耳朵植入到五名患者中。

令人惊讶的是,这个过程大部分是成功的。对年轻患者进行不同时间的监测,最长的随访时间为两年半,其中四名患者在新耳植入后6个月时表现出清晰的软骨形成,效果显著。

研究人员使用3D打印技术为小耳畸形儿童构建人造耳朵

虽然这个实验并不是没有问题。两名患者的新耳朵在手术后表现出轻微的扭曲,科学家的研究有许多局限性:培养细胞培养仍然是一个危险的策略,因为细胞可以以不可预知的方式分裂,而使用儿童自己的软骨细胞本身也存在问题,可能导致患病。该过程也是昂贵的,因为它包括多个阶段,包括手术。

尽管如此,从长远来看,研究仍然是重要的。随着时间的推移,科学家们将对患者进行为期五年的追踪研究。科学家们说:“总之,我们能够成功地设计,制造和再生患者特异性的外耳。尽管如此,仍然需要进一步的努力,最终将这一原型工作转化为常规的临床实践。“


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