苏黎世联邦理工学院 信用:Pixabay/CC0公共域 由于受伤或疾病导致的气管或主支气管变窄可能会导致非常严重的后果
如果病人呼吸的空气和氧气太少，他们就有窒息的危险，经常需要尽快的医疗帮助
外科医生插入由医用硅树脂或金属制成的支架来治疗这些病人
尽管它们能迅速缓解疼痛，但植入体也有缺点:金属支架必须通过手术费力地移除，这对患者来说是一个负担，而硅胶支架通常会从插入部位移开
原因是植入物不适合病人的解剖结构
苏黎世联邦理工学院的一个研究小组，由复合材料和药物配方和输送小组的成员组成，现在已经与苏黎世大学医院和苏黎世大学的研究人员一起开发了一种气道支架；它是为病人量身定制的，并且是生物可吸收的
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植入后，它逐渐溶解降解)
这些支架是使用被称为数字光处理的三维印刷工艺和专门适用于此目的的光敏树脂制造的
首先，研究人员创建了一个气道特定部分的计算机断层图像
基于此，他们开发了支架的数字三维模型
数据随后被传输到DLP打印机，该打印机逐层生成定制的支架
在DLP过程中，建筑平台被浸没在充满树脂的容器中
然后，根据数字模型，将平台暴露在所需位置的紫外光下
光线照射到树脂上，树脂就会变硬
平台降低一点，下一层暴露在光线下
这样，就可以一层一层地创建所需的对象
开发的特殊树脂 到目前为止，DLP技术只能使用可生物降解的材料生产坚硬易碎的物体
因此，联邦理工学院的研究人员开发了一种特殊的树脂，在曝光后变得有弹性
这种树脂基于两种不同的大分子单体
研究人员在《科学进展》杂志的最新研究中指出，用它生产的物体的材料特性可以通过所用大分子单体的长度(分子量)和它们的混合比例来控制
紫外光一照射到树脂上，单体就连接在一起，形成聚合物网络
由于新开发的树脂在室温下太粘，研究人员不得不在70到90摄氏度的温度下对其进行处理
研究人员生产了几种不同单体的树脂，并测试了它们制成的原型，以了解这种材料是否与细胞相容和可生物降解
他们还测试了原型的弹性和机械应力，如压缩和拉伸
最后，科学家们用这种具有理想特性的材料制作支架，并在兔子身上进行了测试
插入支架还需要一种特殊的仪器，因为三维打印的物体必须折叠运送
这要求植入体不能在错误的方向扭结或挤压，并且必须在部署位置完全展开
研究人员在支架的结构中加入了金，以便于在插入过程中使用医学成像来跟踪其位置
这使得支架更加坚固，但不会改变其耐受性
测试成功，前景看好 苏黎世大学医院肺学系高级医师丹尼尔·弗兰岑的研究小组和瑞士兽医学院对兔子进行的试验是成功的
研究人员能够证明植入物是生物相容的，并且它们在六到七周后被身体吸收
植入10周后，x光片上再也看不到支架
此外，插入的支架通常不会从其插入位置移开
苏黎世联邦理工学院药物配方和输送教授让-克里斯托夫·勒鲁说:“这一有前途的发展为定制医疗植入物和装置的快速生产开辟了前景，这些植入物和装置需要非常精确、有弹性并且可在体内降解。”
进一步的研究将集中在使支架的插入尽可能的温和
此外，工艺的设计应使生产在使用时成为可能，或至少涉及短供应链
该过程仍处于实验室规模
“然而，大规模生产这种支架是一项复杂的任务，我们仍需要更好地研究，”瑞士联邦理工学院复合材料组组长安德雷·斯图达特说
然而，他说这项技术可以相对容易地转移到类似的医疗应用中
“因此，希望我们的解决方案进入临床只是时间问题，”教授说
这项研究发表在《科学进展》杂志上
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