3D打印個性化聚乳酸支架復(fù)合GelMA/自體耳廓軟骨碎片以促進耳廓重建

來源: 生物設(shè)計與制造

目前，小耳畸形導(dǎo)致的耳廓缺損在臨床上通常采用自體肋軟骨重建耳廓。這種方法對患者創(chuàng)傷大，可塑性困難，形狀不精確。三維打印技術(shù)在個性化植入物的臨床應(yīng)用中取得了巨大突破。本研究采用3D打印和組織工程方法相結(jié)合以促進耳廓重建。首先，3D打印了精確定制的聚乳酸（PLA）耳廓支架，然后將耳廓軟骨碎片加載到PLA支架中以重建耳廓。在體外，研究了負載不同大小兔耳軟骨碎片的甲基丙烯酰化明膠（GelMA）水凝膠，以評估各種自體軟骨碎片的再生活性。在體內(nèi)，將大鼠耳軟骨碎片放置在設(shè)計的多孔PLA耳廓支架中，以促進耳廓重建。結(jié)果表明，軟骨碎片中的軟骨細胞能夠在體外維持形態(tài)表型。經(jīng)過三個月植入觀察，多孔支架復(fù)合軟骨碎片有利于促進體內(nèi)軟骨的再生。由此，自體軟骨碎片結(jié)合3D打印技術(shù)在耳廓重建中顯示出良好的潛力。

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圖1 3D打印個性化聚乳酸耳廓支架復(fù)合GelMA/自體耳廓軟骨碎片在體內(nèi)和體外的實驗示意圖。(a) 兔耳軟骨碎片體外活性評價；(b) 體內(nèi)3D打印PLA支架復(fù)合軟骨碎片以重建耳廓

圖2 軟骨碎片的提取及體外軟骨培養(yǎng)活性的評價。(a) 尺寸分別為1、2和3 mm的軟骨碎片；(b) PLA多孔支架復(fù)合GelMA水凝膠/軟骨碎片；(c) CCK-8試劑盒定量軟骨碎片活力；(d) 活(綠色)和死(紅色)細胞染色的激光掃描共聚焦圖像

圖3 3D打印PLA支架復(fù)合自體耳部軟骨碎片的組織學(xué)分析。(a) 耳廓模型分割示意圖；(b) 3D打印PLA支架內(nèi)裝載自體耳部軟骨碎片的體內(nèi)H&E染色

圖4 由草坪移植技術(shù)激發(fā)靈感而設(shè)計了一種負載耳軟骨碎片的3D打印耳廓支架來重建耳廓