新しい 3D プリンティング技術であるメルトエレクトロスピニングを使用して、科学者たちは次のことを行うことができました。
人体には4つの心臓弁があります。適切な血液循環を確保します。研究者は、その機能を確実にするために、弁の組織は不均一な構造を持っている、つまり、個々のセクションは異なる生体力学的特性を持っていると言います。
エレクトロスピニング技術は非常に細いポリマー繊維から正確なパターンを形成するための高電圧電気。この方法により、個々のパターンとそれらの組み合わせの高精度印刷を実行し、印刷された心臓弁の機械的特性を調整することが可能です。
高精度のファイバーパターンを備えたバルブの拡大写真。出典：Andreas Heddergott、TUM
主な材料として、科学者は使用します生分解性ポリカプロラクトン。この材料のフレームワークは、実際の心臓弁に見られる内因性エラスチンの特性を模倣する弾性材料に埋め込まれています。このコーティングは、ポリカプロラクトンフレームワークよりも小さな細孔を持っていることに注意してください。科学者たちは、患者の細胞がこれらの毛穴に定着し、新しい心臓組織を形成すると信じています。同時に、弁の構造は血流を確保するのに十分な密度です。
3Dプリントされた心臓弁体内の血流と圧力をシミュレートする人工循環システムでテストされています。調査した条件下で、心臓弁は正しく開閉しました。さらに、最初のin vitro試験では、担体構造上での細胞培養の増殖が示されました。研究者たちはすぐに動物試験を実施する予定です。
私たちの目標は、心臓弁のバイオシミラーを作成することです。患者の新しい機能組織の形成に貢献します。特に、現在使用されている心臓弁は患者とともに成長せず、したがって何年にもわたって複数の手術で交換する必要があるため、このような解決策は子供たちに利益をもたらす可能性があります。
研究のリーダーの一人であるミュンヘン工科大学の医療材料とインプラントの教授であるペトラメラ
表紙写真：Andreas Heddergott、TUM
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