3D生物打印技術(shù)革新傷口護(hù)理:托萊多大學(xué)醫(yī)療突破
2025年7月,托萊多大學(xué)健康中心血管外科醫(yī)生Munier Nazzal博士正在開(kāi)展一項(xiàng)激動(dòng)人心的研究:利用3D生物打印技術(shù)治療難愈合傷口。
創(chuàng)新技術(shù)解決難愈合傷口問(wèn)題
一般來(lái)說(shuō),人體傷口都有自愈能力,即使有時(shí)需要等待一段時(shí)間或進(jìn)行簡(jiǎn)單手術(shù)處理,最后也能完全康復(fù)。不過(guò),對(duì)于某些患者,尤其是那些患有糖尿病、血管疾病等基礎(chǔ)疾病的人來(lái)說(shuō),傷口愈合過(guò)程可能異常緩慢,拖延數(shù)月甚至數(shù)年之久,成為長(zhǎng)期困擾他們的健康問(wèn)題。
Nazzal博士解釋道:"這項(xiàng)技術(shù)帶來(lái)了巨大變革,就像打印一塊拼圖一樣,我們能制作與傷口完全契合的移植物,促進(jìn)傷口愈合。這不是魔法,傷口也不會(huì)立刻痊愈,但比傳統(tǒng)治療方法愈合更快。我們的研究剛起步,已顯示良好效果。"
個(gè)性化生物打印移植物
Nazzal博士團(tuán)隊(duì)使用Tides Health提供的Aplicor3D生物打印機(jī),利用患者自身脂肪細(xì)胞為難愈合傷口制作個(gè)性化移植物。他們將脂肪樣本制成生物墨水,通過(guò)圖像和軟件為每個(gè)傷口創(chuàng)建專(zhuān)屬文件,然后3D打印出精確形狀和深度的移植材料覆蓋傷口。
移植材料覆蓋在傷口上后,就像創(chuàng)可貼一樣促進(jìn)下方皮膚組織愈合。Aplicor3D系統(tǒng)整個(gè)治療流程包括:首先通過(guò)配套的平板電腦應(yīng)用程序采集傷口數(shù)據(jù),然后利用人工智能分析并生成打印文件,最后使用生物打印機(jī)和支架套件制作出精確匹配的移植物。該技術(shù)適用范圍廣泛,可處理從小型傷口(1平方厘米)到大面積損傷(128平方厘米)的各類(lèi)情況,已成功應(yīng)用于100多個(gè)臨床案例。整個(gè)從采集數(shù)據(jù)到完成移植的過(guò)程僅需一小時(shí),大大加快了傳統(tǒng)傷口護(hù)理的治療速度和愈合周期。
設(shè)備來(lái)源與合作關(guān)系
韓國(guó)公司Rokit Healthcare研發(fā)的Aplicor3D是一款多功能生物打印設(shè)備,屬于其醫(yī)療產(chǎn)品系列的一部分,可用于皮膚、軟骨和腎臟等多種手術(shù)。該公司已經(jīng)在潰瘍治療領(lǐng)域證明了這一技術(shù)的有效性,并通過(guò)研究成果展示了如何利用脂肪組織進(jìn)行傷口護(hù)理。
Tides Health作為本地合作伙伴,促成了Rokit產(chǎn)品進(jìn)入托萊多大學(xué)醫(yī)療系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。這種合作關(guān)系為雙方帶來(lái)好處:Rokit無(wú)需大量投入就能擴(kuò)展全球業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),而Tides則獲得了與其現(xiàn)有醫(yī)療產(chǎn)品線(xiàn)完美互補(bǔ)的新技術(shù),可以在美國(guó)市場(chǎng)推廣。雖然這款3D打印機(jī)本身具備多種功能,但在托萊多大學(xué)的應(yīng)用主要集中在傷口護(hù)理這一特定領(lǐng)域。
從研究走向臨床應(yīng)用
這標(biāo)志著生物打印技術(shù)的重要轉(zhuǎn)變,過(guò)去,這類(lèi)系統(tǒng)主要用于研究,但現(xiàn)在醫(yī)院將其用于具體的臨床應(yīng)用,每天生產(chǎn)定制傷口護(hù)理移植物。面向生產(chǎn)的生物打印機(jī)需要更高效率。專(zhuān)為傷口護(hù)理設(shè)計(jì)的機(jī)器可能與普通研究設(shè)備有很大不同,如對(duì)Z軸要求較低,而對(duì)于燒傷護(hù)理等應(yīng)用,更大的XY平面可能更有價(jià)值。臨床使用環(huán)境下,設(shè)備吞吐量和周轉(zhuǎn)時(shí)間變得更為重要。
潛在影響與未來(lái)前景
慢性傷口患者正在增加,每1000人中約有2.21人患有慢性傷口。隨著人口老齡化和肥胖率上升,長(zhǎng)期護(hù)理機(jī)構(gòu)和醫(yī)院需花費(fèi)更多時(shí)間治療慢性傷口,這給醫(yī)療系統(tǒng)帶來(lái)巨大負(fù)擔(dān)。傳統(tǒng)治療需要頻繁更換敷料,常導(dǎo)致感染和患者不適。生物打印技術(shù)可能成為緩解慢性傷口護(hù)理問(wèn)題的有效方案。托萊多大學(xué)醫(yī)療中心的例子表明,這類(lèi)設(shè)備能通過(guò)滿(mǎn)意患者的捐贈(zèng)獲得,其他醫(yī)院也可效仿。
這項(xiàng)應(yīng)用可能為生物打印技術(shù)開(kāi)辟新天地,就像夾具和固定裝置成為材料擠出3D打印在生產(chǎn)輔助設(shè)備中的入門(mén)應(yīng)用一樣,皮膚移生物打印可能對(duì)生物打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生類(lèi)似影響,推動(dòng)行業(yè)規(guī)模擴(kuò)大,增強(qiáng)商業(yè)可行性。
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