大西洋大學開發用于食道癌患者的3D打印柔性自擴張支架
時間：2019-05-22 11:11 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網5月22日訊，來自佛羅里達大西洋大學的研究人員正在探索為因吞咽困難而接受姑息治療的患者制作支架的新方法，這種支架適用于難以吞咽 ，尤其是患有食管癌無法手術的患者。研究人員在《食管惡性腫瘤潛在應用的3D打印柔性聚合物支架》一文中提出如何為患者提供3D打印的金屬和塑料支架，還引用有關食管癌的統計數據：
“......全球癌癥相關死亡的第六大主要原因，被認為是治愈最困難和最具挑戰性的惡性腫瘤之一[1]。食管癌患者的5年生存率低于20％。對于無法手術的食管惡性腫瘤患者，食管支架提供有效的姑息治療，甚至允許飲酒、喂食以及吞咽唾液。
為了找到幫助患者避免腫瘤向內生長等副作用以及支架移植等并發癥的方法，研究人員3D打印出一種管狀柔性聚合物支架，其螺旋形可以進行數字化優化。
其他改善支架的努力也導致了生物可降解支架的實驗，因為醫療專業人員和研究人員意識到需要“避免再次介入去除支架的并發癥......”這些設備也可能存在問題，因為它們通常會移動，引發負面反應。在這里，研究人員創造了一種管狀聚合物支架，由醫用柔性熱塑性聚氨酯（TPU）制成，具有必要的韌性，耐久性和生物穩定性，并且PLA具有機械強度和可生物降解性能。
PLA / TPU支架的有限元分析。 （A）將支架置于食道（i）時的模擬模型;具有鈍角，右角和銳角的支架模型（ii）; 15PLA85TPU支架局部應力與急性，右側和鈍角的關系（iii）。 （B）螺旋厚度為0.3mm，0.6mm，0.9mm，1.2mm和1.5mm（i）的支架; 15PLA85TPU支架的周向應力與周向變形（ii）。 （C）螺旋數為3,4,5,6,7,8,9,10（i）的支架; 100TPU，5PLA95TPU，10PLA90TPU和15PLA85TPU支架的摩擦力與螺旋數（ii）。
四種類型的支架以0,5％，10％和15％的重量進行3D打印，并分別命名為100TPU，5PLA95TPU，10PLA90TPU和15PLA85TPU。創建了幾種不同尺寸的原型，有些則帶有顏色。他們還注意到3D打印的支架是柔韌的，在被釋放后恢復到其原始形狀，讓科學家注意到自我擴張的可能性。這將使它們更容易放置。帶螺旋的15PLA85TPU支架擴張最多：
（A）設計的PLA / TPU支架的全部參數（B）正在印刷PLA / TPU支架（C）不同類型的3D打印支架具有不同的結構和材料比率。 （顏色來自添加的染料）（D）將支架壓縮，然后在釋放后恢復到原始形狀（D）
“當螺旋支架具有相同的PLA和TPU含量時，螺旋支架比非螺旋支架的管腔尺寸更大。研究人員表示，TPU支架無螺旋狀開放的食管腔尺寸在所有組中最小。
他們用機械測試儀測量壓縮力，用豬食道測量膨脹力。所有支架的壓縮力均增加，直接響應應變水平。在減少遷移方面，研究人員指出，10％PLA的支架是抗遷移的最佳候選者，同時在擴增和細胞活力方面也有更好的表現。與非螺旋形支架相比，3D打印聚合物支架的新的向上螺旋結構具有顯著更高的抗遷移力，螺旋結構顯著減少了遷移距離。
“......全球癌癥相關死亡的第六大主要原因，被認為是治愈最困難和最具挑戰性的惡性腫瘤之一[1]。食管癌患者的5年生存率低于20％。對于無法手術的食管惡性腫瘤患者，食管支架提供有效的姑息治療，甚至允許飲酒、喂食以及吞咽唾液。
為了找到幫助患者避免腫瘤向內生長等副作用以及支架移植等并發癥的方法，研究人員3D打印出一種管狀柔性聚合物支架，其螺旋形可以進行數字化優化。
其他改善支架的努力也導致了生物可降解支架的實驗，因為醫療專業人員和研究人員意識到需要“避免再次介入去除支架的并發癥......”這些設備也可能存在問題，因為它們通常會移動，引發負面反應。在這里，研究人員創造了一種管狀聚合物支架，由醫用柔性熱塑性聚氨酯（TPU）制成，具有必要的韌性，耐久性和生物穩定性，并且PLA具有機械強度和可生物降解性能。
PLA / TPU支架的有限元分析。 （A）將支架置于食道（i）時的模擬模型;具有鈍角，右角和銳角的支架模型（ii）; 15PLA85TPU支架局部應力與急性，右側和鈍角的關系（iii）。 （B）螺旋厚度為0.3mm，0.6mm，0.9mm，1.2mm和1.5mm（i）的支架; 15PLA85TPU支架的周向應力與周向變形（ii）。 （C）螺旋數為3,4,5,6,7,8,9,10（i）的支架; 100TPU，5PLA95TPU，10PLA90TPU和15PLA85TPU支架的摩擦力與螺旋數（ii）。
四種類型的支架以0,5％，10％和15％的重量進行3D打印，并分別命名為100TPU，5PLA95TPU，10PLA90TPU和15PLA85TPU。創建了幾種不同尺寸的原型，有些則帶有顏色。他們還注意到3D打印的支架是柔韌的，在被釋放后恢復到其原始形狀，讓科學家注意到自我擴張的可能性。這將使它們更容易放置。帶螺旋的15PLA85TPU支架擴張最多：
（A）設計的PLA / TPU支架的全部參數（B）正在印刷PLA / TPU支架（C）不同類型的3D打印支架具有不同的結構和材料比率。 （顏色來自添加的染料）（D）將支架壓縮，然后在釋放后恢復到原始形狀（D）
“當螺旋支架具有相同的PLA和TPU含量時，螺旋支架比非螺旋支架的管腔尺寸更大。研究人員表示，TPU支架無螺旋狀開放的食管腔尺寸在所有組中最小。
他們用機械測試儀測量壓縮力，用豬食道測量膨脹力。所有支架的壓縮力均增加，直接響應應變水平。在減少遷移方面，研究人員指出，10％PLA的支架是抗遷移的最佳候選者，同時在擴增和細胞活力方面也有更好的表現。與非螺旋形支架相比，3D打印聚合物支架的新的向上螺旋結構具有顯著更高的抗遷移力，螺旋結構顯著減少了遷移距離。
PLA / TPU支架的擴張試驗。 （A）將支架在導管（i）中壓縮;支架在中間被推出（ii）;支架完全從導管中釋放出來（iii）。 （B）通過導管（i）將支架引導到食道中;支架被釋放到食道（ii）;帶支架和無支架的食管（iii）。 （C）插入帶有/不帶螺旋的PLA / TPU支架后，中間的食道直徑約為12-14mm。 （D）與沒有螺旋的支架相比，具有螺旋形的支架使兩端部分的食道直徑顯著增大。較高的PLA含量增加了食道的較大直徑（n = 3）。
中國3D打印網編譯自：3dprint.com
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