麻省理工學院開發3D列印網格以支持軟組織癒合

由3D列印的助聽器、牙冠和義肢被用來為個體患者進行數字化設計和量身打造的醫療設備。然而，這些裝置常被設計成替換或支撐身體的骨骼和其他剛性部分，並且通常由非柔性材料製造。現在，麻省理工學院(MIT)的研究團隊開發了一種3D列印網狀材料，可根據患者的身體特徵進行定制，並支持肌肉和肌腱的癒合。麻省理工學院博士後研究員Sebastian Pattinson領導了該項研究，並在《Advanced Functional Materials》上發表了論文，他表示，＂這項工作是新的，因為它側重於支持軟組織所需的機械性能和幾何形狀。我們想知道如何使3D列印的結構更加靈活和舒適，就像紡織品一樣。＂

受到膠原蛋白的啟發，Sebastian Pattinson和他的研究團隊試圖創造一種彈性、堅韌、柔韌的面料，與人體一起作為個性化，可穿戴的支撐物。膠原蛋白的結構可以彎曲，交織或模仿鬆散編織的緞帶。使用熱塑性聚氨酯(TPU)，生產3D列印的網狀結構。麻省理工學院機械工程副教授John Hart表示，＂這種技術的優點在於它的簡單性和多功能性。網格可以在基本的桌面型3D列印機上製作，並且可以使機械設備精確地與軟組織相匹配。＂

作為演示，該團隊列印了一個柔韌的網狀物在志願者的幫助下進行了測試，用於腳踝支架。他們調整了網狀物的結構，以防止腳踝向內轉—這是造成傷害的常見原因，同時允許關節在其他方向上自由移動。研究人員還製作了一種膝蓋支架設計，即使在彎曲時也能與膝蓋保持一致。他們還製造了一種手套，在其頂部表面縫有三維印刷網眼，與佩戴者的指關節相契合，可抵抗中風後可能發生的無意識咬合。Sebastian Pattinson表示，＂紡織品如此柔韌的原因之一是纖維能夠輕鬆地相互移動。我們還希望3D列印部件模仿不同設備的功能，有可能讓所有與人體接觸的設備都成為可能。＂預期這種3D列印的網狀材料可以應用於各種醫療工具，作為可以應用於諸如血管和氣管以及矯正器的支架的外科網。