Швейцарские ученые изучили эффективность биорезорбируемых 3D-печатных стентов

Ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) исследовали возможность 3D-печати персонализированных биорезорбируемых трахеальных и бронхиальных стентов методом стереолитографии с использованием специально подготовленных эластичных фотополимеров.

Стандартные стенты изготавливаются из металлических сплавов или силикона с соблюдением типовых форм и размеров, но такие варианты неидеальны ввиду неполного соответствия индивидуальным анатомическим особенностям пациентов и, что не менее важно, необходимости в извлечении стентов по завершении лечения, что чревато травмами дыхательных путей. Силиконовые имплантаты менее опасны в этом плане, чем металлические, но для них характерен другой недостаток — повышенный риск смещения стента.

В задачи швейцарских ученых входила отработка метода аддитивного производства стентов оптимальной формы, плотно прилегающих и потому менее склонных к сдвигам, а также создание безопасных, биорезорбируемых фотополимерных материалов с тем, чтобы стенты рассасывались в заданный период без необходимости в извлечении по завершении курса лечения. В качестве производственной методики выбрана технология цифровой проекторной стереолитографии (DLP), хотя при соблюдении температурных режимов очевидно подойдут и другие варианты — ЖК-масочная (MSLA) или лазерная стереолитография (SLA).

Композиция фотополимерных смол основана на двух разных макромономерах с возможностью настройки материальных свойств 3D-печатных изделий за счет изменения молекулярной массы и пропорций мономеров. Полученные смолы оказалась слишком вязкими для использования при комнатной температуре, поэтому 3D-печать осуществлялась с прогревом расходных материалов до 70-90°С. Ученые опробовали несколько вариантов фотополимера и испытали 3D-печатные образцы на цитосовместимость, биоразлагаемость, эластичность и стойкость к механическому воздействию — нагрузкам на сжатие и растяжение. На заключительном этапе исследований 3D-печатные имплантаты вживлялись подопытным кроликам.

Процедура имплантации требовала использования специальных инструментов, так как имплантаты требовалось доставить на место в сложенном виде, при этом не допуская произвольного скручивания или сжатия, чтобы стенты правильно развертывались и вставали точно на место. В состав расходных материалов добавлялись частицы золота, чтобы можно было отследить положение стентов во время медицинских процедур методом радиографической визуализации.

В результате опытов доказана биосовместимость опытных стентов, конструкции сохраняли форму до шести недель после имплантации и оставались видимыми для радиографии до семи недель. Из шести подопытных животных смещение стента произошло только в одном случае — ученые полагают, что причиной послужило чихание. На шестой неделе животные демонстрировали признаки хронического воспаления, полностью исчезнувшие через десять недель после вживления. В целом эксперименты по 3D-печати кастомизируемых биорезорбируемых стентов признаны успешными, а дальнейшие исследования будут направлены на оптимизацию процедуры установки эластичных имплантатов.

Помимо ученых Швейцарской высшей технической школы Цюриха в исследовании принимали участие специалисты Университетской клиники Цюриха и Цюрихского университета. С докладом научной команды можно ознакомиться по этой ссылке.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.