隨著越來越多的用戶采用3D打印技術，該技術在各個領域的影響持續(xù)增長，尤其是在醫(yī)學領域，因為研究人員在他們自己的實驗室里通過生物打印技術，以及制造醫(yī)療設備、植入物、假體等方面，取得了長足的進步。盡管3D打印技術在聽力設備和耳組織生物打印領域并不新鮮，但荷蘭的研究人員已經研究出耳廓重建的新方法。

(A)植入物模型生物構建步驟示意圖。(B)研究方法示意圖。

首先，分別對海藻酸鹽凝膠珠和3D打印PCL支架進行分析。

接下來，海藻酸鹽和PCL結合形成耳廓植入模型。PCL：聚己內酯，聚-ε-己內酯。

Source / Images: ‘Design and fabrication of a hybrid alginate hydrogel/poly(ε‐caprolactone) mold for auricular cartilage reconstruction’

荷蘭研究團隊概述了他們在“設計和制造混合海藻酸水凝膠/聚(ε—己內酯)模具以實現耳軟骨重建”的研究成果。基于創(chuàng)建3D打印軟骨植入物這一頗具挑戰(zhàn)性的目標，研究人員評估了他們所想要的生物打印材料是否真正可行，因為他們努力創(chuàng)建PCL支架，使用海藻酸鹽作為細胞載體。該技術取得成功意味著解決更傳統(tǒng)的方法所存在的挑戰(zhàn)，包括：

? 供皮區(qū)的發(fā)病率

? 植入物的風險性接觸

? 外科手術的難點

研究人員在他們的論文中指出，“組織工程，結合新型的生物制造策略，成為構建具有病人源性供體細胞的耳廓植入物這一頗有前途的解決方案。這些生物化的耳廓構造最終可能用作病人特有的耳廓，以實現畸形耳廓重建?！?/p>

對這些科學家來說，關鍵是要找到一種足以承受細胞生長和生成組織的支架。這種新型支架必須既耐用又多孔，并且在生物降解性方面易于分解。由合成水凝膠或天然水凝膠組成的生物墨水可以用于3D打印細胞，也可以制作支撐支架，然后加入細胞水凝膠混合物。PCL是一種成功地運用于創(chuàng)建支架的塑性材料， 該支架足以牢固，以實現這一目標。采用不同的線股制作支架:

? 400 μm

? 600 μm

? 800 μm

? 1000 μm

? 1200 μm

定制的軟件創(chuàng)建了G代碼，在 3D Discovery上3D打印出醫(yī)療級PCL。之后，對模具進行清洗，消毒，密封。研究人員使用顯微鏡、數碼相機和光纖燈來評估每個樣品的結構。隨后他們評估了細胞活性，其次運用生物力學分析檢測了PCL支架和藻酸鹽水凝膠本身。然后他們發(fā)現支架是可行的。

3D打印PCL支架的CAD視圖、總視圖和微觀視圖，這些支架的線間距不同。

S代表樣本，數字代表以微米(μm)為單位的線間距。

Source / Images: ‘Design and fabrication of a hybrid alginate hydrogel/poly(ε‐caprolactone) mold for auricular cartilage reconstruction’

研究人員說道：“3D打印PCL支架的結構性能取決于檢測其表面孔隙度和力學性能。對PCL支架的宏觀分析展現出其良好的打印質量。然而，對單個PCL線的微觀分析顯示，在短距離內，單線直徑存在一定的差異。此外，支架的側向圖顯示孔隙寬度變化較大。整體而言，孔隙寬度越小，3D打印支架的精度越高?！?/p>

由于研究人員考慮到以下問題，進一步檢查了總體結果：

? 3D打印PCL的結構性能

? 海藻酸水凝膠珠中的細胞活力和增殖

? 水凝膠生物力學性能

? 新生軟骨形成

? 耳廓植入物模型

研究人員稱，3D打印軟骨植入物確實具有在體內組織成熟過程中抵御挑戰(zhàn)所需的機械性能，以及能夠形成組織的天然核心。研究人員總結道:“這種模具易于打印和組裝，并且這種設計可以很容易地注入任何適合于組織形成的水凝膠。雖然需要長期的體內實驗來測試其臨床前適用性，但本研究的成果為在臨床中使用生物制造組織構建提供了可能性的策略?！?/p>

A) PCL -海藻酸鹽耳廓植入物模型的總視圖。海藻酸鹽存在于PCL模具的凹槽中。請注意。注意,第二部分—部分模具已經獲取以供查看。(B)體外培養(yǎng)的PCL-海藻酸鹽耳廓植入物模型。(C)經過21天培養(yǎng)后，從PCL模具中取出海藻酸鹽的活/死染色。高細胞存活率貫穿于整個植入物模型。

Source / Images: ‘Design and fabrication of a hybrid alginate hydrogel/poly(ε‐caprolactone) mold for auricular cartilage reconstruction’

如今，3D打印技術在醫(yī)療領域發(fā)揮的作用越來越大，影響也越來越大~