期刊信息
 

刊名:化学与生物工程
曾用名:湖北化工
主办:武汉工程大学;湖北省化学化工学会;湖北省化学研究院;湖北省化学工业研究设计院
ISSN:1672-5425
CN:42-1710/TQ
语言:中文
周期:月刊
影响因子:0.455799996852875
被引频次:34509
数据库收录:
化学文摘(网络版);中国科技核心期刊;期刊分类:生物学
期刊热词:
性能研究,催化,正交实验,降解,纯化,催化合成,催化剂,壳聚糖,发酵,活性研究,

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人工脑膜研究现状及3D打印技术应用前景*(3)

来源:化学与生物工程 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-11-10 13:32

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】SLA立体平版印刷技术:以光敏树脂为材料,通过计算机控制激光按各截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描,被扫描的树脂发生光固化。一层完毕后

SLA立体平版印刷技术:以光敏树脂为材料,通过计算机控制激光按各截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描,被扫描的树脂发生光固化。一层完毕后工作台下降一个层面在已固化的截面继续铺上一层光敏树脂进行激光扫描。以此类推直至完成整个三维模型。

SLS选区激光烧结技术:一般为粉末材料,将其平铺在工作台上,通过计算机控制激光按照界面轮廓信息对粉末实心部分进行烧结,最后层层堆积制备而成。

DLP激光成型技术:使用高分辨率的数字光处理器投影仪来固化液态光聚合物,逐层进行光固化直至完成实体模型。

UV紫外线成型技术:利用紫外线照射液态光敏树脂,层层堆积制备而成。

3D扫描打印技术:将3D扫描仪安装到打印机上。要打印物品通过扫描装置直接3D扫描,然后将扫描图片直接上传网络进行打印。该方法省却了自己画三维立体图形的麻烦,并且直接扫描得到的图片在形状、色彩、立体性等方面都要更加真实。

3D打印技术能够根据不同患者的需要,快速精准个性化地制备出符合要求的材料且能够对微观结构进行精准设计,目前已在生物工程领域得到了广泛的应用。3D打印人工骨、骨组织支架、人工血管、种植牙、器官及骨髓支架等已应用于临床,得到了专家学者的一致好评[30-39]。

3D打印技术应用于骨组织支架可以个性打印形状,精准吻合缺损;可以通过特定的程序设定打印出有利于细胞增值的孔隙,增强支架的骨诱导性、骨传导性、骨再生[40]。美国维克森林大学再生医学研究所的研究人员将由患者的干细胞分化而成的各种类型的细胞转化成液滴制得的生物墨水经3D打印设备喷涂到凝胶支架上,最终成功打印出了人体肾脏、耳、鼻等器官[41]。3D打印技术应用于口腔种植修复领域能够实现材料孔隙梯度控制特点、满足个性化种植的需要,Chen J、Zhang Z等[42-43]应用3D打印技术制备了个性化纯钛根性和根形带螺纹种植体,并且性能实验结果表明制备的螺纹根形植体应力分布更为均匀,对初期稳定性更为有利。

然而目前3D打印在人工硬脑膜方面的应用还比较空白。2011年广州迈普公司生产出世界上第一个生物3D打印的硬脑(脊)膜-睿膜,并成功实现产业化和商品化。这种以高分子材料制备的人工硬脑膜内部结构和人体脑膜高度相似,可直接贴合在患者的脑膜破损处,实现伤口缝合的效果。患者的自体细胞会主动找到这里,连接成新生组织,在组织生长完成后,睿膜会自动降解为无害的水和二氧化碳[44-46]。

4 讨论与小结

用于制备人工硬脑膜的材料有很多,无论是自身、异种、同种异体还是人造材料都各有各自的优缺点。自身膜材来源有限;异种膜材在处理过程引入毒性残留;同种异体取材易引起病毒感染;人造惰性材料无法被机体降解吸收,存在相容性不足甚至引发炎症反应的缺陷。相较之下可降解高分子材料以其可降解性以及降解产物无害性的优势在人工脑膜的选材上要略胜一筹。

制备人工硬脑膜的5种方法各有千秋。无害化处理在取材来源、毒性残留、生产周期等上受到限制;拉伸薄膜法对材料的性能有一定的要求;溶液浇铸法对制备材料的孔隙率、纤维直径等无法很好地调控;相对来说静电纺丝由于能制备连续且比表面积大纤维、较易制备纳米级别膜材以及能很好控制孔隙率、纤维直径、纤维取向性等优点更易被专家学者们青睐。而其中与设备简单、使用溶剂甚至是有毒溶剂的溶液电纺相比,成丝过程热熔固化的熔融电纺要更具优势。尤其是目前国内国外对于应用熔体电纺制备人工硬脑膜的研究没有直接的报道。如果能对其仪器设备进行设计改进,熔融电纺必定能在生物医药领域有很好的应用前景。

3D打印技术目前已很好的应用在了器官、人工血管、人工骨材料等方面并得到了临床界的一致认可。相信3D打印在人工脑膜的制备方面会有很好地前景。

[1] 陈振军.硬脑膜替代材料的研究与应用[J].中国组织工程研究与临床康复,2008,12(14):2697-2700.

[2] 杨金理,欧小晶,冯志铁,等.生物型人工硬脑膜与自体膜在颅脑损伤硬膜修补术中的应用效果比较[J]. 海南医学,2016,(15):2521-2522.

[3] 李海龙,麻晓融,董宇峰,等.自体游离组织在硬脑膜修补中的应用[J]. 中国社区医师(医学专业),2011,(36):45-46.

[4] 黄楹,焦德让. TachoComb在颅底外科的应用[J]. 中国临床神经外科志,2002,(02):16-18.

[5] 贾作,胡东升,徐绪昌. Dura-Guard修补硬脑膜39例临床分析[J]. 河南肿瘤学杂志,2002,(03):227-228.

文章来源:《化学与生物工程》 网址: http://www.hxyswgc.cn/qikandaodu/2020/1110/663.html

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