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新研究證明了3D打印組織支架的可行性，這些支架可以無害地降解，同時促進(jìn)植入后的組織再生。

支架顯示出非常有希望的組織愈合性能，包括支持細(xì)胞遷移、組織“向內(nèi)生長”和血運(yùn)重建（血管生長）的能力。

該論文描述了支架的物理特性，并解釋了它們的“形狀記憶”如何是關(guān)鍵促進(jìn)組織再生。

相關(guān)人員評論說，支架具有均勻分布和相互連接的孔，允許營養(yǎng)物質(zhì)從周圍組織擴(kuò)散。形狀記憶意味著當(dāng)支架植入組織時，這種結(jié)構(gòu)會保留下來，這支持細(xì)胞浸潤到支架中，同時鼓勵組織再生和血運(yùn)重建。

這些支架是使用 3D 打印樹脂“墨水”創(chuàng)建的，該墨水是在伯明翰大學(xué)和華威大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項主要生物材料研究計劃中開發(fā)的。這些樹脂正由 4D Biomaterials 以商品名 4Degra™ 商業(yè)化。

與目前用于填充創(chuàng)傷或手術(shù)后殘留的軟組織空隙的方法相比，支架顯示出幾個主要優(yōu)點，包括足夠的彈性以適應(yīng)不規(guī)則空間，在恢復(fù)到原始幾何形狀之前能夠承受高達(dá) 85% 的壓縮，與組織和無毒生物降解。

該論文描述了 4Degra™ 樹脂的幾種成分，這些成分能夠制造出各種強(qiáng)度的材料。所有的組合物都包含光引發(fā)劑和光抑制劑，以確保樹脂在暴露于可見光譜的光線下迅速變成凝膠，從而能夠?qū)⑺鼈兊?3D 打印成一系列的支架幾何形狀。

研究人員表明，這些材料對細(xì)胞無毒，他們還進(jìn)行了機(jī)械測試，以確保支架在壓縮后可以恢復(fù)其形狀、幾何形狀和孔徑，并進(jìn)行了測試，表明支架可以填充藻酸鹽凝膠中的不規(guī)則形狀空隙。被用作軟組織的模擬物。

實驗室研究表明，支架通過表面侵蝕降解成非酸性產(chǎn)物，這意味著支架結(jié)構(gòu)允許緩慢、連續(xù)的組織浸潤。

該發(fā)現(xiàn)在模擬植入脂肪（脂肪）組織的小鼠模型中得到證實。這些研究顯示脂肪細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的浸潤和血管形成，以及組織排列和巨噬細(xì)胞的存在，表明正常組織恢復(fù)，而不是受損、疤痕組織或炎癥反應(yīng)。

四個月時，研究人員在周圍組織中發(fā)現(xiàn)了小而成熟的血管。支架還表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性。植入物周圍形成的膠原蛋白囊厚度小于 200 μm，遠(yuǎn)低于其他研究中用于生物相容性的 500 μm 閾值，并且沒有鈣化或壞死。

同樣在四個月時，80% 的支架仍然存在，表明實驗室研究預(yù)測的緩慢降解，并表明支架將提供一年多的支持，為成熟組織向內(nèi)生長留出足夠的時間。使用聚（L-乳酸）（PLLA）作為對照的對照在四個月內(nèi)沒有顯示出顯著減少。

相關(guān)人員評論道，3D 打印材料在組織工程領(lǐng)域受到了很多關(guān)注。然而，空隙填充材料可提供機(jī)械支撐、生物相容性和表面侵蝕特性，確保在愈合過程中始終如一的組織支撐，這意味著在材料設(shè)計中需要考慮第四維（時間）。

我們已經(jīng)證明可以生產(chǎn)具有形狀記憶的高度多孔支架，我們的工藝和材料將能夠生產(chǎn)自配合支架，在微創(chuàng)手術(shù)中采用軟組織空隙幾何形狀，而不會變形或?qū)χ車M織施加壓力. 隨著時間的推移，支架以最小的腫脹侵蝕，允許緩慢的連續(xù)組織浸潤而不會機(jī)械降解。

4D Biomaterials 在其位于諾丁漢（英國）MediCity 的實驗室擴(kuò)大 4Degra™ 樹脂油墨的生產(chǎn)規(guī)模方面取得了快速進(jìn)展，現(xiàn)在正在向 3D 打印公司和醫(yī)療設(shè)備制造商提供用于商業(yè)供應(yīng)的技術(shù)級材料。

相關(guān)人員表示，我們希望與歐洲和北美的創(chuàng)新公司合作，開發(fā)新一代 3D 打印醫(yī)療設(shè)備，將 4Degra™ 樹脂墨水平臺的獨(dú)特優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為改善患者的治療結(jié)果。隨著第一批客戶發(fā)貨和一輪融資即將結(jié)束，菲爾補(bǔ)充說，我們將很快發(fā)布進(jìn)一步的公告。