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在医疗领域,3D打印的步伐不断加快,一个国家研究小组已经宣布开发突破性的3D打印引导以帮助损伤后复杂神经感觉和运动功能的再生。
神经再生是一个复杂的过程,这意味着神经再生并使损伤或患病后的神经恢复完整的运动感觉功能,这是非常罕见的。神经损伤通常都是永久性。根据发表在《先进功能材料》杂志上的这项新的研究,该项新技术每年可以帮助超过200000神经损伤或病变的人。
研究人员使用三维成像和三维打印技术相结合的方法,创建一种植入生物化学信号的定制的硅引导以帮助再生复杂神经。
过去线性神经再生已经得以实现,这是第一次创建一个自定义引导以再生复杂神经——就像Y型的坐骨神经——具有感觉和运动支。
已经在实验室中使用大鼠对该引导的有效性进行了测试。第一步是使用三维扫描仪反向扫描大鼠坐骨神经的结构。
三D打印机创建再生指南
之后研究团队用一个专门定制的3D打印机打印再生引导。
该引导结合三维打印化学信号促进运动和感觉神经再生,然后通过手术移植到大鼠体内的神经切端。
在10-12周之内,大鼠重新行走的能力得到改善。
扫描和打印需要一个小时左右,但身体的再生神经需要几个星期。下一步是将该引导植入人类而不是大鼠,根据明尼苏达大学的机械工程系首席研究员Michael McAlpine教授所言,他补充说:
“有一天我们希望在医院里能有一个3D扫描仪和打印机创建自定义神经引导就地恢复神经功能。”
McAlpine教授提议在神经无法扫描的情况下建立一个扫描神经图书馆。这些数据可以取自其他人或是尸体,医院可以用来为患者创建高度匹配的3D打印引导。
来自澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的Alexandra Kingsbury,最近参与创建3D胸骨和肋骨的设计,正如今日医学新闻所报道的,她指出,3D打印与医疗领域的应用尤为相关,因为它本身适合于复杂或定制的产品。
她补充说,与传统的制造相比,3D打印是一个更为昂贵的选择,但它可以低容量运行,或在用任何其他方式制造一个物件过于复杂的情况下可用。然而,她指出,随着时间的推移,生产力不断提高,它将会变得更加经济适用。