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3D打印研究出可抑制HPV感染植入物
來自北京清華大學(xué)的研究人員通過3D打印出了一種個(gè)性化的宮頸組織植入物，以對抗人類乳頭瘤病毒（HPV）。通過在錐形聚氨酯植入物的多孔結(jié)構(gòu)中加載一種抗HPV蛋白，該團(tuán)隊(duì)能夠定量控制該蛋白的釋放，抑制HPV在宮頸部位附近生長。
清華研究人員3D打印植入物可抑制HPV感染
3D打印的宮頸植入物 圖片來源：清華大學(xué)
HPV與宮頸癌
HPV是全球91%的宮頸癌病例的病因。每年有46萬個(gè)新病例，主要的治療方法是宮頸錐體切除術(shù)，即切除一個(gè)錐體形狀的組織樣本，用于診斷。如果有癌前細(xì)胞存在，該方法還可以去除癌前細(xì)胞，大部分組織會(huì)在六周內(nèi)重新生長出來。然而，這種治療方法并不是神藥，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致組織缺損，而且往往感染復(fù)發(fā)率較高。
3D打印的宮頸移植術(shù)
研究人員的目標(biāo)是開發(fā)一種非破壞性的抗HPV植入物，這種植入物也可以促進(jìn)結(jié)扎部位的組織生長。第一步是根據(jù)醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)出錐形結(jié)構(gòu)--植入物最終在底部的直徑為30毫米。選擇的材料是FDA認(rèn)證的可植入生物材料--聚氨酯，采用的3D打印技術(shù)是低溫沉積（LDM）。與普通的FDM不同，LDM是在零度以下的環(huán)境中進(jìn)行的，通常是在-20°C到-30°C的環(huán)境中進(jìn)行，所以相分離是在打印結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行的。結(jié)合凍干技術(shù)，可以在3D打印出的零件中獲得多孔結(jié)構(gòu)。
植入物的多孔結(jié)構(gòu)。圖片來源：清華大學(xué)
孔隙度在這里很重要，因?yàn)樗梢宰屟芯咳藛T在植入物中裝載抗HPV "JB蛋白"。為了修改和測試不同的孔隙度，研究人員在制造過程中簡單地修改了溫度曲線，并實(shí)現(xiàn)了各種導(dǎo)線間距。研究小組發(fā)現(xiàn)，孔隙度與蛋白質(zhì)負(fù)載之間呈線性負(fù)相關(guān)，但蛋白質(zhì)的釋放率隨孔隙度的增加而增加。研究人員發(fā)現(xiàn)，該蛋白能有效地抑制HPV進(jìn)入宿主細(xì)胞，降低了HPV作為植入部位的活性。
細(xì)胞毒性和細(xì)胞相容性試驗(yàn)也指出，植入物能鼓勵(lì)細(xì)胞生長和粘附，修復(fù)愈合后的組織。在此基礎(chǔ)上，力學(xué)測試返回的力學(xué)性能與原始宮頸組織相當(dāng)--抗壓模量為0.06-0.25兆帕。該結(jié)果有力地表明，3D打印技術(shù)可用于修復(fù)宮頸組織凝固后的宮頸組織，并抑制HPV復(fù)發(fā)感染。
該研究的更多細(xì)節(jié)可以在題為 "具有蛋白釋放功能的個(gè)性化宮頸組織植入物的設(shè)計(jì)、建模和3D打印 "的論文中找到。該論文由趙晨佳、王梓桐、陳華、紀(jì)景元、周振振振、方永聰、翁丁、呂璐、龐媛媛和孫偉共同撰寫（以上名字皆為音譯，如有出入敬請?jiān)彛?/span>
近幾個(gè)月來，3D打印的醫(yī)療植入物在AM研究中頻頻出現(xiàn)。今年4月，來自安大略省莫霍克學(xué)院和麥克馬斯特大學(xué)的研究人員率先研究了一種鈦合金Ti-5553是否適合3D打印骨植入物。植入體部位的細(xì)胞顯示出了延伸和生長，表明這種新型合金作為骨植入體具有強(qiáng)大的潛力。在其他地方，在麻省理工學(xué)院，3D打印正在使用導(dǎo)電聚合物液體材料開發(fā)柔軟的柔性腦電極。
