3D打印移植物可能彻底改变心血管疾病的治疗

可生物降解和可定制的3D印刷的血管移植物有助于防止心血管患者心力衰竭。

心血管疾病(CVD)是影响心脏和血管的一系列疾病的总称，包括心力衰竭、动脉疾病和中风，是全球死亡的主要原因，仅2016年就造成近1800万人死亡。到2030年，按死亡率计算，心血管病的成本预计将上升到全球约2400万人死亡。

因此，有效地处理CVD是卫生保健提供者主要关注的问题，在这些事件中防止心力衰竭的关键因素是快速恢复到心脏的血液流动。

目前，通过放置支架或通过进行外科旁路来实现这一方法的最佳方式是血运重建。这种后一种技术铰链对使用自体血管来绕过患病或阻塞动脉。但是，程序并非没有风险。在此程序中使用的收获血管是侵入性的，而不是没有风险。即使在成功收获后，船只也可以使用。

然而，有可能的替代方案。研究人员目前正在努力工作开发合成血管移植物。为了获得最大效率，这些移植物应具有可调节尺寸和长度的柔性，可用于在实际设置中使用，并从可生物降解的材料均匀制成。亚博网站下载

用于人工移植物的电流聚合物具有出色的生物相容性，具有低毒性的化学稳定性，以及使它们成为长期解决方案的鲁棒性。遗憾的是，缺乏这种至关重要的生物降解性，这些材料迄今已被证明在用来取代较小的血管时的成功有限。亚博网站下载

这些问题的一种解决方案是创建可以嵌入抗血栓药物的移植物。或者，可以组合材料以产生逐渐降亚博网站下载解的移植物，并被天然血管所取代。

一篇新的纸张发表在期刊上亚博网站下载材料科学与工程：C亚博老虎机网登录表明一种可生物降解，无毒，人工血管移植物由多己内酯（PCL）制成，其具有逐渐降解的潜力，从而允许血管再生。该材料已被批准用于植入物中的生物材料和药物递送。

该研究的作者旨在将3D印刷的PCL基血管移植物放入加载的双吡酰胺（DIP） - 一种广泛使用的抗血栓药物 - 测试。

测试生物降解的PCL基血管移植物

研究人员测试了两种不同形式的PCL，其在分子量中变化，将具有三种不同浓度的浸渍浓度为5％，10％和20％的材料。使用计算机辅助设计（CAD）软件设计了基于PCL的移植物，然后使用3D Biopleiner - Bioscaffolder 3.2，Gesim²进行打印。

研究人员还通过扫描电子显微镜（SEM）来评估移植物的形态及其热性能，并通过使材料进行大约60μC的温度。在此之后，在移植物上进行机械测试的术语找到了材料的峰强度和菌株导致机械故障的点。SEM也用于探索PCL和DIP通过氢键组合的方式。

研究人员发现，在没有浸渍晶体的情况下成功混合的物质成功混合的同时，在浸渍的百分比增加后，移植物的表面变得粗糙。该团队还发现，较低分子量PCL允许浸渍更加成功集成。该因素可用于实际移植物，以消除对溶剂的需求，这可能会对患者构成风险。

也许最重要的是，该团队发现3D打印可以用于生产小型血管移植物，特别是没有“掺杂”DIP的移植物。尽管不太适合较小的动脉，但注入DIP的移植物被发现能够持续和控制药物释放至少30天，而没有任何突然的大释放或抗血栓药物的“爆发”。

该团队指出，在临床使用前，基于pcl的血管移植物的许多方面需要进一步评估。这将包括一项关于如何对3D打印机进行有效消毒的彻底调查。

该团队表达的关切是一些目前的灭菌方法 - 包括γ辐射和氧化环氧乙烷的使用 - 可以改变PCL的血管移植物的性质。

尽管有这些问题和对体外测试的需要，但PCL移植物似乎表现良好，很快就可提供了对CVD患者的人工，可生物降解和个性化干预。

“所获得的结果表明，3D打印可以成功地用于此目的，因此有很大的潜力将转移到临床应用中，”这组作者说。“此外，这种新兴技术允许按需制造医疗设备，其形状，尺寸和剂量的修饰，使设备是个性化/旨在为每位患者的个性化的需要。”

来源

1. JuanDomínguez-Robles，Tingjun Shen，Victoria A.Cornelius，等等，[2021]，'使用3D印刷的血栓形成预防血管血管假体的发展'
亚博网站下载材料科学亚博老虎机网登录与工程：C，[https：] // doi.org/10.1016/j.msec.2021.112375。

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