布拉格IOCB的研究人員改進(jìn)了用于重建和整形手術(shù)的3D打印材料

2024年2月26日，南極熊獲悉，布拉格IOCB和根特大學(xué)((GHENT))的研究人員在《ACS應(yīng)用工程材料》上發(fā)表了一篇論文，介紹了他們對明膠基材料的研究成果，該材料具有廣泛的醫(yī)療應(yīng)用潛力，尤其在整形和重建手術(shù)中。這項(xiàng)研究提出了一種新的方法，可以利用X線機(jī)或計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)對3D打印的明膠基材料輕松進(jìn)行監(jiān)控。

明膠基材料具有多種優(yōu)點(diǎn)，包括生產(chǎn)簡單、無毒、成本低廉、可生物降解以及促進(jìn)細(xì)胞生長。外科醫(yī)生可以將這種材料制成植入物，放入傷口中，隨著時(shí)間的推移，身體會(huì)逐漸分解它，并用自身組織替代。這些材料有助于加速傷口愈合，并且可以重塑組織，比如在乳房切除術(shù)后進(jìn)行乳房重建�，F(xiàn)在，借助3D打印技術(shù)，可以為每位患者量身定制這些材料，為醫(yī)療領(lǐng)域帶來更多可能性。

△該研究題目為“用于再生醫(yī)學(xué)的可照相打印不透射線水凝膠”（傳送門）

布拉格IOCB和根特大學(xué)的研究通過明膠基材料的3D打印實(shí)現(xiàn)了更加個(gè)性化的整形手術(shù)。然而，據(jù)研究人員稱，到目前為止，使用傳統(tǒng)的成像方法很難追蹤這些材料在體內(nèi)的分解情況，這正是布拉格IOCB的研究人員正在努力克服的障礙。新添加到材料中的不透射線（即X射線對比）劑，可以輕松追蹤植入物吸收的速度以及它們是否完整或損壞。

△布拉格IOCB大學(xué)Tomáš Slanina研究小組的博士生Ondřej Groborz

Tomáš Slanina（光氧化還原化學(xué)小組）研究團(tuán)隊(duì)的Ondřej Groborz解釋說：“目前正在撰寫有關(guān)這一主題的一系列學(xué)術(shù)論文。其中第一個(gè)引入了一種基于明膠的材料，可以使用磁共振成像進(jìn)行監(jiān)測。在我們最近發(fā)表在《應(yīng)用工程材料》上的第二篇文章中，我們賦予了材料X 射線和CT可檢測性。

左圖展示了利用傳統(tǒng)的氫核磁共振成像技術(shù)（¹H MRI）觀察大鼠腰部附近橫截面的情況，其中不同顏色的箭頭指向了不同類型的植入物。中圖通過使用氟成像技術(shù)（¹⁹F MRI），特別強(qiáng)調(diào)了含氟的新型植入物，而老式植入物由于不含氟而未能顯現(xiàn)。右圖通過結(jié)合兩種成像技術(shù)的圖像，提供了植入物的詳細(xì)視圖，包括其大小、形狀和在解剖結(jié)構(gòu)中的確切位置，這種多模態(tài)成像方法為研究提供了更為豐富和精確的信息。

這一改進(jìn)使我們能夠?qū)�這些植入物進(jìn)行長期監(jiān)測，并觀察和檢測其生物降解和可能出現(xiàn)的機(jī)械故障。根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，可以對植入物的生物降解進(jìn)行定制，以滿足特定的臨床要求，因?yàn)槿梭w組織的生長速度不同，植入物的特性也需要與之相適應(yīng)。研究人員的目標(biāo)是使這些植入物的生物降解速度與健康組織的生長速度相同。

Ondřej Groborz與根特大學(xué)的聚合物化學(xué)與生物材料小組（PBM）合作開展這項(xiàng)研究。布拉格IOCB和根特大學(xué)之間的合作還有可能延伸到商業(yè)領(lǐng)域，兩家研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)就所述材料在整形外科中的應(yīng)用提交了聯(lián)合專利申請。