大西洋大學(xué)開發(fā)用于食道癌患者的3D打印柔性自擴(kuò)張支架
魔猴君 行業(yè)資訊 2011天前
來自佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)的研究人員正在探索為因吞咽困難而接受姑息治療的患者制作支架的新方法，這種支架適用于難以吞咽 ，尤其是患有食管癌無法手術(shù)的患者。研究人員在《食管惡性腫瘤潛在應(yīng)用的3D打印柔性聚合物支架》一文中提出如何為患者提供3D打印的金屬和塑料支架，還引用有關(guān)食管癌的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：
“......全球癌癥相關(guān)死亡的第六大主要原因，被認(rèn)為是治愈最困難和最具挑戰(zhàn)性的惡性腫瘤之一[1]。食管癌患者的5年生存率低于20％。對于無法手術(shù)的食管惡性腫瘤患者，食管支架提供有效的姑息治療，甚至允許飲酒、喂食以及吞咽唾液。
為了找到幫助患者避免腫瘤向內(nèi)生長等副作用以及支架移植等并發(fā)癥的方法，研究人員3D打印出一種管狀柔性聚合物支架，其螺旋形可以進(jìn)行數(shù)字化優(yōu)化。
其他改善支架的努力也導(dǎo)致了生物可降解支架的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)獒t(yī)療專業(yè)人員和研究人員意識到需要“避免再次介入去除支架的并發(fā)癥......”這些設(shè)備也可能存在問題，因?yàn)樗鼈兺ǔ苿樱l(fā)負(fù)面反應(yīng)。在這里，研究人員創(chuàng)造了一種管狀聚合物支架，由醫(yī)用柔性熱塑性聚氨酯（TPU）制成，具有必要的韌性，耐久性和生物穩(wěn)定性，并且PLA具有機(jī)械強(qiáng)度和可生物降解性能。
PLA / TPU支架的有限元分析。 （A）將支架置于食道（i）時的模擬模型;具有鈍角，右角和銳角的支架模型（ii）; 15PLA85TPU支架局部應(yīng)力與急性，右側(cè)和鈍角的關(guān)系（iii）。 （B）螺旋厚度為0.3mm，0.6mm，0.9mm，1.2mm和1.5mm（i）的支架; 15PLA85TPU支架的周向應(yīng)力與周向變形（ii）。 （C）螺旋數(shù)為3,4,5,6,7,8,9,10（i）的支架; 100TPU，5PLA95TPU，10PLA90TPU和15PLA85TPU支架的摩擦力與螺旋數(shù)（ii）。
四種類型的支架以0,5％，10％和15％的重量進(jìn)行3D打印，并分別命名為100TPU，5PLA95TPU，10PLA90TPU和15PLA85TPU。創(chuàng)建了幾種不同尺寸的原型，有些則帶有顏色。他們還注意到3D打印的支架是柔韌的，在被釋放后恢復(fù)到其原始形狀，讓科學(xué)家注意到自我擴(kuò)張的可能性。這將使它們更容易放置。帶螺旋的15PLA85TPU支架擴(kuò)張最多：
（A）設(shè)計的PLA / TPU支架的全部參數(shù)（B）正在印刷PLA / TPU支架（C）不同類型的3D打印支架具有不同的結(jié)構(gòu)和材料比率。 （顏色來自添加的染料）（D）將支架壓縮，然后在釋放后恢復(fù)到原始形狀（D）
“當(dāng)螺旋支架具有相同的PLA和TPU含量時，螺旋支架比非螺旋支架的管腔尺寸更大。研究人員表示，TPU支架無螺旋狀開放的食管腔尺寸在所有組中最小。
他們用機(jī)械測試儀測量壓縮力，用豬食道測量膨脹力。所有支架的壓縮力均增加，直接響應(yīng)應(yīng)變水平。在減少遷移方面，研究人員指出，10％PLA的支架是抗遷移的最佳候選者，同時在擴(kuò)增和細(xì)胞活力方面也有更好的表現(xiàn)。與非螺旋形支架相比，3D打印聚合物支架的新的向上螺旋結(jié)構(gòu)具有顯著更高的抗遷移力，螺旋結(jié)構(gòu)顯著減少了遷移距離。
PLA / TPU支架的擴(kuò)張試驗(yàn)。 （A）將支架在導(dǎo)管（i）中壓縮;支架在中間被推出（ii）;支架完全從導(dǎo)管中釋放出來（iii）。 （B）通過導(dǎo)管（i）將支架引導(dǎo)到食道中;支架被釋放到食道（ii）;帶支架和無支架的食管（iii）。 （C）插入帶有/不帶螺旋的PLA / TPU支架后，中間的食道直徑約為12-14mm。 （D）與沒有螺旋的支架相比，具有螺旋形的支架使兩端部分的食道直徑顯著增大。較高的PLA含量增加了食道的較大直徑（n = 3）。
網(wǎng)編譯自：3dprint.com
