阿尔伯塔大学的一组研究人员发现了一种使用 3D 生物打印技术来创建用于外科手术的定制形状软骨的方法。这项工作旨在使外科医生更容易在手术后安全地恢复患有鼻软骨缺损的皮肤癌患者的特征。
研究人员使用了一种特别设计的水凝胶——一种类似于果冻的材料——可以与从患者身上采集的细胞混合，然后打印成通过 3D 成像捕获的特定形状。几周后，这种材料在实验室中培养成为功能性软骨。
“在一个人身上制造软骨需要一生，而这种方法大约需要四个星期。所以你仍然期望它必须经历某种程度的成熟，特别是当植入体内时。但从功能上讲，它能够完成软骨所做的事情，”医学与牙科学院外科教授阿德托拉·阿德西达 (Adetola Adesida) 说。
“它必须具有一定的机械性能，并且必须具有强度。这符合这些要求，材料（一开始）是 92% 的水，”工程学院教授 Yaman Boluk 补充道。
Adesida、Boluk 和研究生 Xiaoyi Lan 领导了创建 3D 打印软骨的项目，希望为许多皮肤癌患者面临的临床问题提供更好的解决方案。
北美每年有超过 300 万人被诊断出患有非黑色素瘤皮肤癌。其中，40% 的人鼻子上会有病变，许多人需要手术切除。作为手术的一部分，许多患者可能会切除软骨，留下面部毁容。
传统上，外科医生会从患者的一根肋骨上取下软骨，并对其进行重塑以适应重建手术所需的大小和形状。但是这个过程伴随着并发症。
“当外科医生重塑鼻子时，它是直的。但是当它适应新环境时，它会经历一段变形的重塑期，几乎就像肋骨的弯曲一样，”Adesida 说。 “从表面上看，这是个问题。
“另一个问题是，你正在打开保护肺部的肋骨隔室，只是为了重建鼻子。这是一个非常重要的解剖位置。患者可能肺部塌陷，死亡风险更高，”他补充道。
研究人员表示，他们的工作是精准医学和再生医学的典范。专门为患者打印的实验室培育软骨可以消除肺部塌陷、肺部感染和患者肋骨部位严重疤痕的风险。
“这是为了患者的利益。他们可以上手术台，在大约 30 分钟内从他们的鼻子上进行小活检，然后我们可以从那里专门为他们构建不同形状的软骨，”Adesida 说。 “我们甚至可以将细胞储存起来，稍后使用它们来构建手术所需的一切。这就是这项技术允许你做的事情。”
该团队正在继续其研究，目前正在测试实验室培育的软骨在动物模型移植后是否保留其特性。该团队希望在未来两到三年内将这项工作推进到临床试验。
该研究得到了加拿大卫生研究院、阿尔伯塔癌症基金会、加拿大创新基金会、大学医院基金会、加拿大自然科学和工程研究委员会以及埃德蒙顿公民雇员慈善援助基金的资助。
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