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研究人员开发了一种新型生物3D打印活性材料,用于修复肩部肌腱的严重撕裂

频道:3D打印案例 日期: 浏览:

导读:肌腱损伤是最痛苦、最难治愈的损伤之一,这已不是什么秘密。即使是轻微的肌腱损伤也需要长达12周的恢复期,而对于最严重的损伤,例如肩袖损伤,治疗难度更大,即使在理想情况下,也至少需要6个月才能恢复。


2024年6月6日,南极熊获悉,中国香港中文大学医学院(中大医学部)的研究团队通过3D打印技术在医疗领域取得了一项重要发现,为肩袖损伤患者带来了新的治疗方案。

肩袖位于肩关节处,负责支撑手臂的肌腱和韧带。一旦撕裂,患者会感到剧烈疼痛,无法从事涉及手臂的基本工作,甚至无法入睡。几乎在所有情况下都需要手术治疗。随着许多国家的人口老龄化,肩袖损伤的发病率预计将在未来几年内上升。统计数据显示,至少有22%的成年人曾经历过全层肩袖撕裂。因此,找到更灵活、更有效的治疗方案已变得至关重要。可3D打印的生物活性材料可能就是这一问题的解决方案。

△研发3D打印生物活性材料的团队包括(由左至右)王晨阳先生、Elmer Ker教授、张旭博士和李克博士


使用3D打印生物活性材料修复肩袖损伤

研究团队的关键在于一种聚氨酯弹性体(或称PHT聚合物)。这种材料植入人体后,可以替代撕裂的肌腱。这种材料是利用化学合成技术将两种分子实体连接在一起制成的。这种化学合成技术以能够制造几乎完全相同的天然分子副本而著称,它能够模拟天然肌腱。事实上,测试表明,这种材料除了具有高度坚固的机械性能外,还可以拉伸至少1万次而不会失效。


使用3D打印技术也并非偶然。香港中文大学的研究小组选择制作一种可3D打印的材料,因为这样可以使治疗更加个性化。此外,该团队还认为使用3D打印技术治疗肩袖更为经济,因为它可以按需制造。

目前的测试结果是积极的。经实验表明,这种材料能够有效地模拟肌腱,并使受伤实验测试兔子的肩部性能恢复到健康水平。另外,除了已经提到的材料性能外,这种材料似乎还能够释放出一些生物活性因子,有助于再生至少1厘米的大面积肌腱损伤,而这对于目前的技术是无法实现的。

△图示解释如何使用3D打印材料治疗肩袖损伤的过程


这项研究的负责人、香港中文大学(中大)医学院生物医学科学院助理教授柯以敏教授总结说:“我们的研究工作实现了开发一种易于制造、机械坚固、促进肌腱再生的生物材料的目标,这种材料既能解决肩袖损伤的机械和生物缺陷,又能避免复杂费力的生产过程。我们将继续在临床环境中证明这种新开发的材料,在修复大到重度肩袖损伤,以及其它软组织损伤方面的巨大潜力。”


关键词:3D打印活性材料

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