简介:背景:构建三维的预血管化系统,对于大尺寸、复杂三维结构组织内细胞的存活和功能表达均具有决定性作用。因此,寻找一种合适的预血管化策略已成为3D生物打印大尺寸、复杂三维组织亟待解决的问题。目的:对3D生物打印大尺寸、预血管化三维结构进行初步的探索。方法:用逆向工程软件Catia设计三维生物打印蓝图;以改装后的桌面级双喷头3D打印机为生物打印机,以聚乙烯醇为牺牲材料打印牺牲骨架;以大鼠骨髓间充质干细胞、海藻酸钠、琼脂糖和纳米纤维素溶液的混合物为细胞生物墨水。根据预先设计的参数进行生物打印,构建具有三维流体通道的组织工程三维结构体。观察打印获得的三维结构体,评价打印后及材料溶解后的细胞活性;体外培养打印获得的结构体,并用AlamarBlue试剂盒检测细胞在三维结构体中的增殖。结果与结论:利用Catia软件设计出了具有微孔的外壁及内部纵横交错的微管结构的双喷头打印模型,用该三维生物打印技术构建出具有自定义尺寸(尤其是高度)和预血管化的三维结构,结构体中细胞12h的存活率为(95.47±0.54)%,随着体外培养时间的延长,细胞存活率下降并稳定在80%以上。随着培养时间的增加,构建体中的细胞增殖呈上升趋势。结果表明:该生物打印方法可用于通过使用各种生物水凝胶材料制造不同特性的三维结构体,在生物制造具有临床相关尺寸的预血管化的复杂组织器官方面具有潜力。
简介:摘要目的探讨3D打印技术在髋臼骨折中的应用。方法筛选1例髋臼骨折患者,先采用3D技术打印患者仿真骨盆模型,并进行钢板螺钉最佳位置设计、螺钉长度测量、螺钉进入途径设计等一系列术前模拟手术,内固定术。结果手术成功完成,康复周期缩短。结论3D打印技术的应用可使手术更加精准、安全,缩短患者康复周期,从而减少住院日,降低医疗成本。
简介:背景:骨骼肌损伤后再生能力有限,细胞因子在骨骼肌修复过程中发挥重要作用,多种细胞和系列调控分子参与了骨骼肌损伤的修复。细胞打印技术是一种在体外构造具有生物活性的三维多细胞体系的先进技术,其在骨骼肌损伤修复中的作用受到广泛关注。目的:探讨骨骼肌修复过程中促炎细胞因子和细胞生长因子的作用,并简述细胞打印技术在骨骼肌损伤中的优势和应用。方法:通过计算机检索PubMed数据库和万方数据库2002至2015年有关细胞因子修复骨骼肌损伤,细胞打印技术在骨骼骨损伤中应用的相关报道。通过计算机检索到文献146篇,初筛标题和摘要,排除重复研究及不相关的内容,最终45篇文献进入综述分析,结果与结论:(1)如肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素6等促炎细胞因子,白细胞介素10、白细胞介素4等抗炎性细胞因子在骨骼肌损伤修复中起到重要作用;(2)胰岛素样生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子等细胞生长因子能有效促进成肌细胞的增殖及分化形成肌管,对骨骼肌卫星细胞具有良好的促进作用,细胞因子之间相互作用对可能取得骨骼肌修复有重要意义;(3)细胞打印技术能够快速、精确复制和重建缺损组织/器官的复杂结构,在包括毒理学研究、医疗测试和为基础科学研究提供试验平台等方面有着很重要的应用,细胞打印技术在骨骼肌损伤修复中的作用将是今后的研究重点。
简介:摘要3D打印(3DPrinting)又称快速成型(RapidPrototyping,RP)技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等粘合材料通过逐层堆叠累积的方式制造三维实体的先进技术。近年来,随着3D打印技术的成熟,价格的下降,其应用范围逐渐从工业领域扩展到医疗、教育等领域。医学3D打印首先通过CT或MRI获取原始数据,经过软件处理后建立三维数字模型,根据临床需要,借助计算机辅助制造(ComputerAidedDesign,CAD)软件进行修改和应用设计,最终将数据输入到3D打印机完成打印。随着医学图像技术的发展,3D打印技术率先在颅颌面和整形外科开展了临床应用并取得成功,一定程度上也促进了骨科医师将3D打印技术应用于临床工作中。
简介:背景:随着组织工程的发展,3D生物打印技术可通过打印生物质材料来构建皮肤支架,但工艺参数不明确,打印过程中经常出现堆积和不连续情况。目的:通过3D生物打印机和有限元软件Fluent进行数值模拟,以获得合理的挤出压强、黏度、喷头行走速度、喷头直径、温度参数,解决明胶纤维打印过程中的堆积和不连续问题。方法:以5%明胶纤维素溶液为打印材料,采用3D生物打印机和限元软件Fluent进行数值模拟,设置打印温度分别为5,15,25℃,打印压力分别为0.16,0.18,0.2MPa,喷头直径分别为0.21,0.26,0.41mm,检测喷头针尖处的流速与流量;以合适的参数3D打印明胶纤维皮肤生物支架,扫描电镜观察支架结构。结果与结论:3D生物打印明胶纤维皮肤生物支架过程中,设置打印温度在15℃、喷头行走速度为30mm/s、压力为0.18MPa、喷头直径为0.21mm时,可保证喷头挤出的明胶纤维材料不会堆积或者断丝,连续性挤出明胶纤维,并且在上述打印条件下打印的丝宽1400μm左右;将此条件下打印的生物支架进行扫描电镜观察,可见支架的行与列分布较均匀,层与层之间的结合部位黏结牢固,不易变形,支架孔隙率约57%。
简介:目的:探讨3D打印技术对于在创伤骨科手术的术前诊断、术前计划、预手术、术中治疗的可行性和临床意义。方法:2013年12月至2015年11月对116例创伤骨科骨折患者进行3D模型的打印,其中男68例,女48例;年龄20~58岁,平均38.6岁。骨折按部位分类:肱骨近端骨折23例,肘关节骨折脱位11例,骨盆及髋臼骨折36例,胫骨平台骨折22例,胫骨远端骨折24例。术前对每一个骨折患者进行螺旋CT扫描,将其DICOM数据输入,采用Mimics软件数据处理,应用3D打印技术打印骨折模型,制定手术方案,于内固定前模拟手术过程,然后实施手术。结果:116例骨折患者的术前诊断与术中所见一致,术中的手术方案完全采用了术前计划的内固定方法,术中采用的固定钢板、螺钉数与螺钉长度均与术前计划基本一致。所有患者术后x线及CT均显示骨折满意复位,内固定可靠且位置良好。结论:3D打印技术对于粉碎的干骺端、关节内、陈旧性以及解剖复杂的创伤骨科患者,能够明确术前诊断,骨折类型,骨折移位的程度和骨折块大小,便于术中骨折的满意复位及良好固定,大大的提高了创伤骨科手术的成功率。