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《國際要聞》新3D列印技術突破傳統方式製造仿生心臟瓣膜支架
2022-06-10

※新3D列印技術能製造仿生心臟瓣膜(Photo credit: Technical University of Munich and Prof. Mela)

德國慕尼黑科技大學研究團隊發表一項新3D列印技術用以製造仿生心臟瓣膜支架 – melt electowriting,這項技術能製造複雜且多變化的支架纖維,使其能夠模擬心臟瓣膜的結構與功能。這個技術藉由加熱聚合物原料後利用列印噴嘴在動態表面上形成超薄纖維。研究團隊希望這個技術能夠讓患者的細胞能夠在心臟瓣膜移植物上生長。

目前患病的心臟瓣膜難以取代與置換,特別是在幼童病患上。科學家們已經嘗試研發這種類型的生物材料替代品一段時間,然而瓣膜的可變化性一直是最大的困難點。利用單一均質的生物材料形成的簡易瓣膜是無法精準的模擬心臟瓣膜的可變剛性與彈性,而在心臟這種高度動態的器官中這個問題將會影響到心臟的功能。

這個研究團隊利用他們的最新列印技術首度嘗試並完成模擬這項可辨的生物性質。”我們的目標是製作一個仿生心臟瓣膜,去幫助病人形成新的並且有功能的組織。兒童患者能從我們這裡得到解方,目前的心臟瓣膜並不會隨著患者一起生長,必須每幾年就進行置換手術。而我們的心臟瓣膜是模擬原生瓣膜的複雜性搭配特殊設計讓患者的細胞融入至骨架中。” 此研究的計畫主持人Petra Mela教授說道。

Melt electroweiting這項3D列印技術在融化聚合物並噴至物體表面時需要高電壓,這幫助聚合物更穩定且使過程具預測性。並且研究團隊縮小了噴頭的直徑使得列印出來的纖維只有5-50微米而不影響它的功能。這項技術能提供研究團隊製造更精緻的結構,協助他們針對不同區域進行修改而獲得不同的材質特性,再搭配電腦運算更能執行客製化的全自動化生產。

更特別的是,研究團隊還在這個聚合物中加入超順磁氧化鐵奈米粒子(superparamagnetic iron oxide nanoparticles),使我們能夠在移植後能夠使用MRI觀察並監測這個心臟瓣膜支架。

(來源:Medgadget 生策中心編譯)

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