Home 3D打印 基于聚合物的3D打印心包组织研究取得里程碑式进展

基于聚合物的3D打印心包组织研究取得里程碑式进展

基于聚合物的3D打印心包组织研究取得里程碑式进展-PRA Chinese

仿生弹性聚合物可以模拟心包组织的机械性能,并通过3D打印和静电纺丝生产针对患者的专用植入物,其早期研究取得了可喜的成果。第一批临床研究最快可能在2022年进行。

公共资助的PolyKARD项目于2019年4月启动,由AdjuCor GmbH、Fraunhofer应用聚合物研究所IAP、NMI自然和医学研究所、Young Optics Europe GmbH和Pro3dure Medical GmbH共同参与。每个合作伙伴都为该项目带来了特定的专业知识,该项目由德国工程协会VDI Verein Deutscher Ingenieure管理。如果成功,这些聚合物和相关制造技术的开发可能会成为心脏病患者的生命线。

欧洲最大的面向应用的研究组织Fraunhofer IAP的一份新闻稿指出,全世界大约有2300万人患有心脏功能不全,而且这个数字还在增加。全球每年的心脏移植数量停滞不前在3000例左右,人工生产的植入物可以帮助许多正在等待捐献器官的患者。根据Fraunhofer IAP的说法,现在面临的挑战是开发合成的弹性组织,这种组织可以保持其机械性能多年,是100%生物相容性的,并且不会被免疫系统排斥。

在PolyKARD项目中,研究人员正在开发模仿心包(包含心脏的双壁囊)的生物和机械材料特性的聚合物。目前,猪和牛的心包被用来替代人的心脏瓣膜或重建血管。然而,Fraunhofer说,动物组织的加工成本很高,不能保证长期的机械稳定性,质量也不稳定。这种做法还引发了伦理和宗教问题。

Fraunhofer IAP项目负责人Wolfdietrich Meyer博士解释说:“在这个项目中,我们正在开发仿生心包替代材料,这些材料可以用于人造心包、心脏瓣膜、血管、支架、肌腱或隔膜。这些植入物的特别之处在于,它们是由光敏聚合物制成的,可以使用3D打印机或静电纺丝单独生产。单体被开发为油墨或树脂。它们只有在紫外线照射下才会聚合。”

Fraunhofer IAP的研究小组正在合成一种可光交联的材料,该材料由不同的聚氨酯链段和胶原成分组成。

新合成的聚合物随后在NMI自然和医学研究所进行了体外细胞毒性测试,在那里它们通过不同的3D打印方法和静电纺丝进行处理。纺纱过程被用来创造多孔结构,这种结构可以与患者自己的身体组织一起生长。根据其机械和生物性能对所生产的载体基板进行了表征。特别强调复制心包的机械特性和细胞的生长行为。

在首次应用中,这种仿生聚合物将用于打印由总部设在慕尼黑的AdjuCor GmbH公司开发的血管外心脏支持系统的新型表面。患者专用的机械植入物完全位于两个心腔的心外膜表面周围的心包腔内的血流之外。心脏外科医生兼AdjuCor首席执行官Stephen Wildhirt教授解释说:“一种仿生心包替代材料只会引起轻微的免疫反应,因此会产生一个温和的愈合阶段。这可能会进一步缩短重症监护和住院时间。”

Pro3dure Medical GmbH的任务是建立正在考虑的光聚合物和树脂合成的升级过程,并确保它们符合良好的制造规范和其他法规要求。

Young Optics Europe GmbH使用其3D打印机为I类和IIa类医疗产品加工生物兼容光聚合物,作为PolyKARD项目的一部分,该公司正在开发一种适合于生产III类医疗产品的3D打印系统。

在近日的一次会议上,PolyKARD的合作伙伴展示了这个成立不到一年的项目的第一个里程碑。Meyer说:“我们已经成功地用无毒原料合成并印刷了第一批弹性光敏聚氨酯树脂。未来,我们希望将整体的医学概念更有力地应用到我们的化学中。我们希望开发更多基于可再生原材料的材料,用于3D打印和静电纺丝,这些材料具有生物兼容性,可以以最高的精度进行加工。我们还在密切关注部件的生命周期,如果有必要,还会进行环保处理。”

PolyKARD项目的资助期限为三年。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

Check Also

中国化工与中化集团筹划战略重组,势必改变全球化工格局

1月23日,中化国际、安迪苏、昊华科技、风神股份、克劳斯、沈阳化工等诸多上市公司公告告知,接到实际控制人来函,中国化工集团有限公司和中国中化集团有限公司两家巨无霸正在筹划战略性重组…