耳廓重建 荷兰研究人员3D打印软骨评估制作耳朵新方法

随着世界各地的用户接受3D打印，其影响在各行各业继续增长 - 尤其是医学，因为研究人员在他们自己的实验室中通过生物打印，以及创建医疗设备，植入物，假肢等等。虽然听力设备领域的3D打印和耳组织的生物打印并不是全新的，但荷兰的研究人员一直致力于一种新的耳廓重建方法。

荷兰研究小组概述了他们在"设计和制造用于耳廓软骨重建的混合海藻酸盐水凝胶/聚(ε-己内酯)模具中的发现，由于创建3D打印软骨植入物的挑战性目标，研究人员评估了他们所考虑的生物打印材料是否真正可行，因为他们使用海藻酸盐作为细胞载体来创建聚-ε-己内酯(PCL)支架。这种技术的成功可能意味着绕过更多传统方法，这些方法面临的挑战包括：

1、供体部位的发病率

2、植入物的危险系数

3、外科手术难度大

(A)植入物模型的生物制造步骤的示意图。 (B)研究方法的示意图。 首先，分别分析藻酸盐水凝胶珠和3D打印的PCL支架。 接下来，将藻酸盐和PCL组合在一个构建体中以开发耳廓植入物模型。 PCL：聚-ε-己内酯。

"组织工程与新型生物制造策略相结合，是一种很有前途的解决方案，可以用来自患者的本体细胞来设计耳廓植入物。这些生物制造的耳廓结构最终可以作为患者特异性植入物用于重建变形耳廓，"研究人员在他们的论文中说。

这些科学家的关键在于找到一个足够坚固的支架，以承受细胞生长以及产生组织的细胞生长。这种类型的新支架必须耐用但也是多孔的，并且在生物降解性方面易于分解。由合成或天然水凝胶组成的Bioink可用于3D打印细胞，或者还可选择制造支持支架，然后添加细胞 - 水凝胶混合物。聚ε-己内酯(PCL)是一种塑料材料，成功地用于制造足够强的支架用于此。

定制软件创建了G代码，医疗级PCL在3DDiscovery上进行3D打印。然后，将模具清洁，灭菌并密封。研究人员使用显微镜，数码相机和光纤灯评估每个样品的结构。然后他们评估了细胞活力，之后生物力学分析检查了PCL支架和藻酸盐水凝胶本身。

CAD视图，总视图和3D打印PCL支架的微观视图，其中股线之间的距离不同。 S代表样品，数字代表以微米(μm)为单位的股线之间的距离。

然后他们发现支架是可行的：

"通过检查表面孔隙率和机械性能来确定3D打印PCL支架的结构特性。对PCL支架的宏观分析显示出良好的印刷质量。"研究人员表示，"然而，单个PCL链的显微镜分析显示在短距离内股线直径存在一些差异。另外，支架的侧视图显示出孔隙宽度的多样性。总的来说，毛孔宽度越小，3D打印支架就越准确。"研究人员表示，3D打印的软骨植入物确实具有在体内组织成熟过程中承受挑战所需的机械性能类型，以及能够形成组织的天然核心。　　A)PCL-藻酸盐耳廓植入物模型的总视图。藻酸盐可以在PCL模具的凹槽内找到。 (B)体外培养的PCL-藻酸盐耳廓植入物模型。 (C)培养21天后从PCL模具中取出藻酸盐的LIVE / DEAD染色。在整个植入物模型中观察到高细胞存活。

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