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医学三维打印材料分类及应用介绍
医学三维打印成品的用途决定了对材料选取的特殊要求,材料主要分为模型材料和生物相容材料两大类.本文旨在对已有的医学三维打印材料进行介绍、比较适用范围和优缺点,并列举应用实例,给医学工作者在选择材料上提供有用的参考.
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人工耳蜗植入工作指南的试行必将推动学科发展
对依靠扩大或选择性扩大音响刺激强度改善听觉功能的设备无效的重度或极重度感音神经性聋病例,选用人工耳蜗植入治疗,已为耳科学界和患者普遍认同.全世界已有60 000多例,我国已有1600多例接受了电子耳蜗.越来越多的医院和医师将参加此项工作,将有更多患者因此受益,前景是很美好的.但是,医师和患者都应认识到以下的基本事实,即:听觉电生理的研究成果、微电子技术、生物相容材料的发展与计算机言语信号提取编码技术的日益成熟,是几十年来人工耳蜗由实验室走向临床实用的3个支柱;而围绕着人工耳蜗植入手术前后的一系列工作则是实现人-机结合的决定性步骤;随后而来是漫长的言语接受与表达能力的训练与学习,这是人工耳蜗成就其真正价值的终极印证.这是一个需要投入爱心、责任心与高技术的系统工程.
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科学丰乳健康美丽
目前,整形外科中普遍使用的隆胸方法有注射式和假体植入式两种,其中,注射式隆乳方法采用的材料为亲水性聚丙烯酰胺凝胶,该凝胶属于惰性生物相容材料,操作较为简便,注入体内可以产生较好的效果,但是从目前临床应用的情况来看,注射式隆乳有不少的缺憾.
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可吸收高强度左旋聚丙交酯棒固定兔股骨干骨折
目的评估固态压缩增强的高强度可吸收左旋聚丙交酯(SC-PLLA)作为接骨材料的价值.方法SC-PLLA棒植入新西兰兔股骨髓腔内,定期取出测量试棒的力学强度,观察其周围组织的反应;分别应用SC-PLLA棒和不锈钢针,髓内固定股骨干横行骨折,比较两组的X线影像学变化.结果植入24周后,SC-PLLA棒的弯曲强度下降30%,为180MPa;剪切强度下降60%,为76MPa.植入4周后,试棒周围有增生活跃的骨组织;12周后,组织反应基本稳定,见板状骨平行于试棒排列,内植物-骨组织之间有一薄层的纤维组织.SC-PLLA棒和不锈钢针髓内固定股骨干横向截骨均未见明显畸形,X线观察显示各期的骨痂量基本相当.结论SC-PLLA的强度能满足长骨干固定的需要,髓内固定效能与不锈钢钉相当.SC-PLLA在骨内具有良好的组织相容性.
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细菌纤维素膜作为生物支架构建组织工程角膜上皮的可行性研究
背景 目前角膜移植仍是治疗严重角膜疾病的主流方法,但角膜供体的不足使角膜移植疗法的应用受到限制.组织工程角膜上皮为角膜移植研究提供了新的途径,其中组织工程角膜的支架研究也是研究热点之一.细菌纤维素膜已作为生物材料广泛用于医药领域,其在组织工程角膜的支架研究方面的应用值得关注. 目的 以细菌纤维素膜作为支架,研究体外培养的兔角膜上皮细胞在细菌纤维素膜上生长情况,评估细菌纤维素膜的生物相容性.方法 收集1月龄的新西兰白兔角膜上皮组织,采用组织块培养法对角膜上皮细胞进行培养和传代,采用免疫荧光技术检测细胞中CK-3的表达对培养的细胞进行鉴定.将第2代兔角膜上皮细胞消化后分别接种于细菌纤维素膜和培养皿,光学显微镜下观察和比较两组细胞的生长情况.于接种后第3天角膜上皮细胞在细菌纤维素膜上贴壁达到融合时加入10 ml含5μl钙黄绿素-AM+20μl溴乙非啶同二聚体的无菌PBS(LIVE/DEAD细胞活性毒性检测),评估2种培养法细胞的活性率.细菌纤维素膜上培养的细胞固定后,扫描电子显微镜下检查角膜上皮细胞的表面超微结构. 结果 兔角膜上皮细胞原代培养后1周左右细胞生长良好,呈铺路石样排列并融合,免疫荧光检测显示培养的细胞CK-3表达阳性.接种于细菌纤维素膜上的细胞生长状态良好,呈圆形或椭圆形,呈铺路石样排列,LIVE/DEAD染色后活细胞细胞核呈绿色荧光,细胞存活率为100％.扫描电子显微镜下细菌纤维素膜上培养的兔角膜上皮细胞呈椭圆形,可见膜表面丰富的页状突起、丝状伪足及细胞间连接,并可观察到处于分裂相的细胞.上皮细胞通过丝状伪足紧密贴附于细菌纤维素膜. 结论 兔角膜上皮细胞在细菌纤维素膜上生长状态良好,细菌纤维素膜有较好的生物相容性,可作为构建组织工程角膜上皮的一种新型生物学材料.
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以京尼平交联制备新型人工神经支架材料及其生物学特性的对比研究
目的 从超微结构、孔隙率、溶胀率、降解率、交联度及细胞毒性等方面分别比较紫外线、京尼平及戊二醛交联后的壳聚糖复合Ⅰ型胶原蛋白人工神经支架材料的生物学特性. 方法 (1)材料按交联方法不同分为三组:紫外线组、京尼平组、戊二醛组.(2)经扫描电镜观察三组材料内部结构的排列规律及走形,测量其孔径大小、计算孔隙率及孔径分布等指标.(3)溶胀率与体外降解率:三组材料交联完后立即称重(W_0),然后在培养皿中加入10 ml无菌PBS,24 h后用无菌滤纸擦干水分称重(W_1).溶胀率(%)=(W_1-W_0)/W_0×100%.剩余材料于4,8,12周分别取出后称重(W_2).降解率(%)=(W_1-W_2)/W_1×100%.(4)检测交联度:每组取10根材料,其中5根加入碳酸氢钠和三硝基苯磺酸(TNBS),再加盐酸,在346 nm测吸光度(A)值(A_(三硝基苯磺酸)).另外5根先加盐酸,然后再加TNBS,其余步骤相同,测得吸光度取平均值作为对照(A_对),交联后吸光度值为:A_(交联后)=A_(三硝基苯磺酸)-A_(对).再取一组10根未交联过的材料,以同样步骤测吸光度,得到交联前吸光度(A_(交联前)).交联度=(A_(交联前)-A_(交联后))/A_(交联前)×100%.(5)细胞毒性试验:遵照GB/T16886/ISO 10993医疗器械生物学评价之体外细胞毒性试验原则,采用国际标准的两种试验方法,选用建系的L929小鼠成纤维细胞对改性后的支架材料进行体外细胞毒性试验. 结果 (1)未交联的材料为均匀圆柱状,内部为孔径均匀且平行排列的微观结构,其微孔直径为30～120 μm;交联后紫外线组孔径基本不变,京尼平、戊二醛两组孔径均变小.(2)京尼平和戊二醛组孔隙率差异无统计学意义,两者都要高于紫外线组;而溶胀率京尼平组高于戊二醛组,戊二醛组又高于紫外线组.(3)京尼平和戊二醛两组的交联度分别为55.3%和82.5%.(4)京尼平和戊二醛组在PBS中浸泡4,8,12周,体外降解率差异无统计学意义;而紫外线组材料降解明显高于前两者.(5)戊二醛组浸提液培养的细胞出现部分坏死现象,相反京尼平和紫外线组细胞生长良好. 结论 以京尼平交联壳聚糖复合Ⅰ型胶原蛋白制备出改进的人工神经支架,具有良好的生物稳定性和生物相容性,为神经组织工程领域提供了一种具有应用潜力的材料.
