一般来说,传统的尿道狭窄切除加上端端吻合这种手术方法,常常在尿道狭窄比较短(通常不到 1 厘米)的时候使用,要是尿道狭窄比较长,这个方法就没什么优势了。为了解决长尿道狭窄的问题,外科重建手术就得用一些可替换的材料来做尿路上皮置换术。像生殖器皮肤、口腔黏膜、舌黏膜这些都能当作可替换的修补材料。虽然尿路上皮置换术已经有很多成功的例子被报道了,但是自体材料面积有限,还有取材后供体部位会出现并发症(比如腮腺炎、咀嚼肌损伤等等),这些问题到现在都还没有完全解决。从上世纪 90 年代提出组织工程这个概念之后,用合成聚合物做的组织工程支架就很受研究者们欢迎。
先进行医学影像检查,像是计算机断层扫描成像或者磁共振成像,然后把影像数据导入到 Materialise’s 交互式医学影像控制系统(MIMICS,这是 Materialise 公司的,在比利时)。在这个控制系统里,根据图像的灰度设置一个合适的灰度阈值,这样就能把需要修复的尿道模型区域单独划分出来,再导出成 stl 格式(这是一种用于 3D 打印的文件格式)。划分好的尿道模型被导入到 Unigraphics NX(UG NX,是西门子公司的,在德国)三维建模软件里进行修复。修复后的尿道模板模型,它的目标直径可以通过在患者正常尿道部分多测量几个点来确定。多提取尿道病灶区域的中心通路轴线,再结合目标直径,就能做出一个很贴合患者病灶的定制化尿道支架模板模型。经过 FlashPrint 切片软件(这是 Flashforge 公司的,在中国)进行格式转换后,这个定制化的尿道支架模板模型就用 3D 打印机 Finder(Flashforge 公司的),用 PVA 线材来打印,喷嘴直径是 350 微米。经过很多次优化之后,打印参数是这样设置的:打印温度 198 摄氏度;层厚 0.12 毫米;基准打印速度 15 毫米每秒,空走打印速度 30 毫米每秒,边缘打印速度 5 毫米每秒;内部填充形状是六边形,填充度 60%;有三层底板结构来保证模型打印的时候能粘住,底层 0.20 毫米,填充度 50%,中层 0.30 毫米,填充度 20%,顶层 0.20 毫米,填充度 80%。打印大概要花 28 分钟。打印完了之后把模板底部的底板拿掉,用一点去离子水把模板表面弄湿,把台阶纹抛光,让外表面变得比较光滑,然后用无水乙醇冲洗,放在通风橱里常温干燥,这个就叫做 PVA 模板。拿 4.00 克复合材料(是 PLGA/PCL/TEC 比例为 70:30:6 的)溶在 25 毫升二氯甲烷里混合均匀,做成复合材料溶液。把 PVA 模板在复合材料溶液里泡 10 秒,然后以 5 毫米每秒的速度匀速提起来,在常温下等着二氯甲烷自己挥发完。从泡进去到挥发完算一次提拉处理过程。大概经过 12 次提拉处理过程,就能让 PVA 模板外面的复合材料膜厚度达到大概 200 到 300 微米,这个就叫做 PLGA/PCL/TEC 70:30:6@PVA 模板组装体。从这个组装体通过 PVA 模板预留的中心通道灌 50 摄氏度的去离子水,让 PVA 模板从里面往外溶解。溶解完了之后,经过洗涤和消毒这些步骤,就得到了根据患者病灶定制化的尿道修复支架,叫做 PLGA/PCL/TEC 70:30:6 支架。扫描电子显微镜(SEM):把材料的断面、做好的 PLGA/PCL/TEC 70:30:6 支架的表面、内壁和径向断面还有不同降解时间的支架都进行喷金处理,然后在 PhenomPro 扫描电子显微镜(Phenom 公司的)上观察微观形貌。
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