Technion-Israel Institute of Technology 和 Sheba Medical Center 的研究人员开发了一种高效技术,用于制造定制的功能性美学植入物,用于先天性畸形耳朵的康复。
小耳畸形是一种先天性缺陷,当外耳无法正常发育时会发生,因此会导致小耳畸形。小耳畸形发生在 0.1% 到 0.3% 的新生儿中。有时,除了审美问题,小耳症还涉及听力损失。
由于外耳的“骨骼”——耳廓——实际上是柔性软骨而不是骨组织,因此小耳畸形重建的惯用技术是使用从患者胸部采集的肋软骨。这种方法涉及疼痛和不适以及进一步并发症的风险。此外,构建与另一只完全相同的耳朵取决于外科医生的创造力和高水平的手术技巧。
Biofabrication杂志报道了以色列研究人员的突破,这是通过以色列理工学院生物医学工程学院教授 Shulamit Levenberg 与耳鼻咽喉头颈外科高级医师兼主任 Shay Izhak Duvdevani 博士之间的合作项目实现的Sheba 医疗中心组织工程实验室的成员。
在当前的研究中,研究人员应用了 Levenberg 教授的实验室在 Shira Landau 博士的领导下开发的组织工程新技术来制造可生物降解的耳廓支架,形成稳定的定制新软骨植入物。
独特的支架,允许形成美观和稳定的耳廓,是 3D 打印的,基于 CT 扫描。它是可生物降解的,可形成软骨细胞(负责形成软骨的细胞)和间充质干细胞。支架具有大小不一的孔隙,允许细胞附着以形成稳定的软骨。
据研究人员称,用患者自身的细胞改造耳廓将减少儿童因采集肋软骨而造成的痛苦和风险。此外,它将允许对年仅 6 岁的儿童进行手术,而不是目前接受的等到 10 岁的做法。在较年轻的时候进行手术可能会减轻小耳症对儿童的心理影响。
研究人员在实验室中对耳廓结构内的软骨形成进行了 10 天到 6 周的监测,然后将其植入小鼠模型中。结果:移植物整合成功,假耳表现出良好的生物力学功能。
Levenberg 教授说:“这项研究的挑战之一是找到合适的 3D 打印方法,因为制造耳朵需要使用可生物降解的材料,这些材料在体内分解而不伤害它,但具有极其精确的外部结构和小毛孔。我们在目前的研究中展示了所有这些,并估计有可能将我们的技术定制到其他应用中,例如鼻重建和各种整形外科植入物的制造。”
Duvdevani 博士说:“在目前的研究中,我们通过医学和研究的整合以及医生和研究人员之间的合作取得了重大突破。这项研究是医学向先进技术过渡的又一个里程碑,其中使用3D 打印和组织工程将发挥重要作用,为患者提供最佳的、最先进的反应。”