近日,中國(guó)科學(xué)家利用3D打印技術(shù)為5名“小耳癥”兒童培育出新的耳狀軟骨,其中四名患者在新耳植入后6個(gè)月時(shí)顯現(xiàn)出清晰的軟骨形成。其中三名患者的新耳朵與健康的耳朵大小和形狀匹配。
救助小耳癥患兒我國(guó)用3D打印技術(shù)制作耳狀軟骨
中國(guó)科學(xué)家們利用3D打印技術(shù)為五名先天性耳朵缺陷(成為“小耳癥”)的孩子培育出新的耳朵。軟骨細(xì)胞取自兒童耳朵,用于培育新的耳狀軟骨。
每5000個(gè)活產(chǎn)兒中就有一個(gè)患有小耳癥,這是一種先天性畸形,耳廓(外耳)發(fā)育不全,甚至完全缺失。它在西班牙裔、亞裔、美洲原住民和安第斯人群中更為普遍,并可能導(dǎo)致聽(tīng)力障礙。解決小耳畸形可能會(huì)很棘手。患者的選擇包括重建手術(shù),其可涉及如下的方法:例如采取患者的肋骨軟骨來(lái)創(chuàng)造新耳朵,用塑料雕刻人造耳朵,或者簡(jiǎn)單地將耳朵保持原樣。
中國(guó)的一項(xiàng)新研究正在做一些不同的事情。在此前在該領(lǐng)域的研究的基礎(chǔ)上,一組科學(xué)家對(duì)年齡在6歲至9歲之間的5名小耳畸形患者進(jìn)行了研究,利用CT掃描和3D打印技術(shù),構(gòu)建了一種可生物降解的支架,與每個(gè)患者健康耳朵的3D結(jié)構(gòu)完美匹配。
使用ZCorporationSpectrumZ5103D打印機(jī)3D打印每個(gè)病人耳朵的復(fù)制品來(lái)制造支架,然后用粘土和硅樹(shù)脂將3D打印的耳模鑄造成一套負(fù)壓模,在這些模具中可以塑造生物材料支架。支架采用PCL網(wǎng)格作為內(nèi)部核心,用PGA無(wú)紡布包裹并涂上PLA。內(nèi)部核心由3D打印的網(wǎng)格組成。
然后這些支架由每個(gè)患者的活細(xì)胞填充。將軟骨細(xì)胞從每個(gè)患者的小耳軟骨中取出,并將這些細(xì)胞接種到支架上培養(yǎng)三個(gè)月。在這段時(shí)間之后,一旦每個(gè)患者的特定耳朵形狀產(chǎn)生軟骨框架,將實(shí)驗(yàn)室培育的耳朵植入到五名患者身上。
令人驚訝的是,這個(gè)過(guò)程大部分是成功的。對(duì)這些年輕患者進(jìn)行了不同時(shí)間的監(jiān)測(cè),最長(zhǎng)的隨訪時(shí)間為兩年半,其中四名患者在新耳植入后6個(gè)月時(shí)顯現(xiàn)出清晰的軟骨形成。其中三名患者的新耳朵與健康的耳朵大小和形狀匹配。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)也存在些問(wèn)題。兩名患者的新耳朵在手術(shù)后表現(xiàn)出輕微的變形,科學(xué)家的研究有許多局限性:培養(yǎng)細(xì)胞仍然是一個(gè)危險(xiǎn)的策略,因?yàn)榧?xì)胞可以以不可預(yù)知的方式分裂,而使用兒童自己的軟骨細(xì)胞本身也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,因?yàn)樗麄兊亩洚惓:蜐撛诘牟∽?。包括手術(shù)在內(nèi)的多個(gè)階段,該過(guò)程花費(fèi)也十分昂貴。
隨著時(shí)間的推移,科學(xué)家們將對(duì)這些患者進(jìn)行為期5年的隨訪??茖W(xué)家們說(shuō):“我們能夠成功地設(shè)計(jì)、制造和再生患者特有的外耳。盡管如此,仍然需要進(jìn)一步的努力,最終將這一原型工作轉(zhuǎn)化為常規(guī)的臨床實(shí)踐?!?/p>