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3D打印气管

时间: 2013年10月12日 | 作者: | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
3D打印的气管或预示着,未来我们可以制造任何需要的人体器官。
 

2011年,卡伊巴(Kaiba)还只有6个星期大时,他突然停止了呼吸,脸色发青。他的父母赶紧把他送到了医院,医生很遗憾地发现他的左支气管有先天性缺陷。此后,病情反复发作,直到2012年的一月,外科医生们在他的肺部植入了一个3D打印的气管,才使他的呼吸道保持畅通。几年之后,这个人造气管会在体内自行溶解,到那时候卡伊巴自身的支气管就可以发育到能够维持正常呼吸的水平。这是人类首次使用3D打印的部件来帮助组织重组,它被刊登在了《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)5月刊上。

 

气管中20个相互连接,然后分叉伸进肺里的环形软骨结构保持了新生儿呼吸道的畅通,就好像保持吸尘器软管张开的金属环一样。但是有很少一部分人的软骨太软而造成气管塌陷。另一种植入的斯滕特氏印模(stents)虽能够从内部撑开气管,但它引起的刺激还是会经常造成呼吸不畅。卡伊巴的主治医生联系到了密歇根大学的格伦·格林(Glenn Green)医生,他和同事们正在开发一种能够包在坍塌的气管外的定制气管,这样不会造成任何刺激,而且又能保持气管畅通。

 

格林医生和他的同事们认为3D打印机可以用于制作人工气管,因为3D打印机很容易生产可以组成器官管状结构的环。研究人员们使用了生物相容性塑料材料打印这种气管,并且在小猪身上做了测试。

 

研究团队先给卡伊巴的呼吸道做了CT扫描,用得到的数据打印出了一个模具。然后,他们利用这个模具制造了一个合适的、柔韧的套筒来固定呼吸道。最后一步就是将他的支气管组织缝在这个套筒内,该手术需要获得美国食品及药品管理局(U.S. Food and Drug Administration)的应急使用许可。“装上这个套筒之后,我们第一次看到他的肺动了起来,”格林说。3D打印的医疗设备以及人体部件的应用才刚刚起步,但是格林相信这项技术有着“巨大的潜力”。

 

(撰文 玛丽莎·费森登(Marissa Fessenden)翻译 薛嵩)

 

本文来自《环球科学》2013年第9期,转载请注明出处。