在韩国,浦项科技大学(POSTECH)的一队科学家正在探索3D生物打印在正规临床上应用的可能性。这只研究团队是韩国科学家、大学和企业共同合作组成的。 POSTECH机械工程系教授Dong-Woo Cho、韩国天主教大学整形科Jong Won Rhie教授和生物制造公司T&R Biofab的Won-Soo Yun领导了这个团队。
据他们的研究生Jin Woo Jung介绍,POSTECH的实验室研究3D打印在生物医学中的应用已经很长时间了。他们的研究重点是组织再生,他们目前正考察这项技术的实用性和市场竞争力。
在过去的几年里,他们使用可3D打印的、经FDA批准的可生物降解聚合物Poly(ε-己内酯)或PCL取得了一些惊人的成果。这种医用线材可作为骨支架用于骨折等骨相关医学病例。
这种材料在人体中不仅能在1—2年内完全降解,很少会引起免疫反应,与此同时它还能刺激骨再生。几个独立的研究证实,PCL能够用于软、硬组织或器官的再生,之后其支架会被吸收到体内,研究人员称,“植入物将被周围再生的骨组织所取代。”
几年前,研究团队已经尝试将生物打印技术用于治疗一位由于肿瘤切除而导致面部出现非对称现象的患者。他的创伤位于右颧骨区域,正因如此,导致他的眼睛不在同一水平线上。对于这种类型的畸形,通常会取下一片肋骨并植入用于校正眼睛的位置,但这种方法还需要医生再做一次取肋骨的手术。
浦项科技大学科学家用3D打印重建骨组织
此外,外科医生的技术水平对于操作的结果是至关重要的。因此团队决定使用3D打印技术设计一个用PCL制成的植入物。“首先,我们在FusionTech公司的技术支持下设计出了植入物的3D模型:为面部正常一侧(左侧)进行镜像,以生成需要矫正部分的骨骼结构(右侧眼窝处)。”
设计好的3D模型,用3D打印系统打印出来。 最后,植入物被成功植入到患者的脸上,几乎没有副作用。矫正手术后,患者的左眼与右眼重新恢复到同一直线上,几天后即可回到正常人的生活。
3D打印技术不仅可以用可降解材料生成医疗植入物,它还能够有效降低手术的复杂度,比如一台需要8个小时完成的手术可以大幅降至2个小时完成。
2013年底,POSTECH团队为一位天生没有鼻子或呼吸道的蒙古男孩3D打印并成功植入了一个鼻子。当时6岁的Nergui Baramsai已经经历了8个月的研究和外科手术来治疗自己的病情。这是一个非常罕见的先天畸形。天生没有鼻子的婴儿往往无法正常呼吸,大多数12个月内就会死亡。
浦项科技大学科学家用3D打印重建骨组织
据了解,首尔圣母医院(CMC)决定为这位孩子提供所有因治疗、手术和住院而产生的医疗费用。他们还组织了一个由耳鼻喉科、小儿科、神经外科、眼科、口腔科等专科医生,包括POSTECH团队,组成的医疗团队,来治疗孩子。
浦项科技大学科学家用3D打印重建骨组织
浦项科技大学科学家用3D打印重建骨组织
由于他的身体状况和一些不可预见的严重并发症,Nergui的治愈过程是漫长而艰巨的,涉及多个手术。医疗团队为其用3D打印技术制造并植入了鼻子、鼻孔、鼻梁和呼吸通道,之后又经过了很长时间的修复巩固,所有这些手术都取得了成功。
浦项科技大学科学家用3D打印重建骨组织
总之,该技术能够有效地3D打印骨骼再生支架,开发团队还在寻找这种材料的其它应用,比如为其它任何组织或器官打印再生支架。Jin Woo Jung告诉记者,他们已经在动物样本身上获得了成功,并正在进行进一步的测试。
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