耳膜穿孔是一種常見的疾病,它通常是感染或外力創傷所引起的。1640年,Marcus Banzer試圖用一個覆蓋著豬膀胱的象牙管來治療耳膜穿孔。到如今,醫生早已經開始使用患者自身的組織或者捐獻者的組織來修補穿孔,但是由于穿孔不能自然愈合,這種修補的效果并不是特別的理想。
但無論是豬膀胱還是人體組織移植技術,支架已經被證明是減少對重建外科手術(鼓膜成形術)需要的有效方法,它能夠促進形成鼓膜的膠原纖維的生長。
“由于耳膜是人體內一個獨特的組織。”Pisa大學研究人員Serena Danti博士指出,“傳統的替代通常是由那些不具有類似鼓膜特定結構的其他組織移植過來的。因此,它們的聲學性能并不是最佳的。“
在研究過程中,科學家們檢驗了兩種不同的技術,這兩種技術都使用了一種經過FDA批準的共聚物來創建支架以承載細胞生長。這些支架在尺寸上與自然的耳膜類似,其設計直徑為
第一種技術使用靜電紡絲(ES)的細纖維PLGA(聚乳酸-乙醇酸共聚物)來制造出一維支架結構。而第二種技術則把這個靜電紡絲技術與3D打印結合在了一起。
在第二種技術中,通過使用徑向和圓形結構的PEOT/PBT制造出了二維或三維的結構,而這些結構被證明是最有利于培養生長。如上所述,在研究論文的摘要中稱:
“......雙重和三重比例支架的制備結合了傳統ES技術與3D打印,以制造出帶有解剖學結構風格的PEOT/PBT段共聚物支架。處理參數針對每種制造方法和共聚物都進行了優化。TM支架被培養在帶人類間質干細胞的試管里,實現了根據支架的各向異性特征進行組織和可行的代謝活性。最高活力、細胞密度和蛋白含量都在雙重和三重比例支架上被檢測到。”
也就是說,所有制造的支架都看到了所需要的生長現象——這是通過3D打印技術的使用獲得的最好結果。從而也證明了將3D打印與靜電紡絲相結合是一個可行的辦法。
“鼓膜具有復雜的結構,其中的膠原纖維能夠與聲波產生精確的相互作用。”Danti博士解釋說“我們已經在我們的支架上通過將靜電紡絲與3D纖維沉積結合在一起復制了這個結構,我們相信最終將會制造出無論是聲學還是解剖學上都與真正的耳膜類似的替代物。”
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