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搜狐科學 |?尿道狭窄有了新办法!科学家发明4D打印胎儿尿道支架

文 / 周亦川 编 / 干玎竹

【搜狐健康】一千個孩子中就可能有一個患有尿道狹窄。尿道狹窄可能讓孩子排不出尿液,危及腎髒健康,甚至生命安全。據8月9日新醫學健康新聞資訊網(News-medical)報道,《材料科技進展》雜志上發布的一項研究介紹了一種尺寸極小的“4D打印”支架,有望解決這一難題。

瑞士苏黎世联邦理工学院研究员Carmela De Marco介绍,儿童尿道狭窄可导致尿液积聚在膀胱中,有些儿童甚至在胎儿期间已出现尿道狭窄。过去,外科医生需要做手术切除狭窄的尿道,然后将尿道切口重新缝合,才能恢复排尿。

如果該項技術應用于臨床,醫生就可以通過植入支架將尿道狹窄部位擴大,那麽,治療對兒童的傷害會小得多。衆所周知,支架技術已經應用于治療動脈阻塞,該技術的臨床應用十分成熟。在成人中,尿道支架也已用于治療前列腺增生或泌尿外科手術引起的排尿困難。但是,相比之下嬰兒,特別是胎兒的尿道要窄得太多,用傳統方法不可能生産如此小尺寸的支架。

苏黎世联邦理工学院的多尺度机器人实验室正在开发一种新的方法,可生产直径小于100微米的细微结构。De Marco说,目前实验室用这种技术已经制造了世界上最小的支架,比迄今为止最小的支架还要小40倍以上,可称为“4D打印”支架。

研究人員利用激光束的熱量將三維模板(3D底片)切割成可溶解的微型模型層。接下來他們用形狀記憶聚合物填充底片,並用紫外光設置結構。最後,他們將模板在溶劑中溶解,完成三維支架。

不同形態的支架圖,單位:毫米(a圖),微米(b—f圖)

支架的形狀記憶特性賦予了它第四維度。即使材料變形,它也會記住它的原始性狀,並在受熱時恢複到這個形狀。因此,形狀記憶聚合物的這類特性很適用于治療尿道狹窄。當受冷被壓縮時,支架可以穿過受影響的區域。到達了合適的位置後,它會逐漸恢複到原來的形狀,將尿道狹窄區域擴張開,讓尿液通過,就像血管支架一樣。

De Marco说,这种尿道支架真正投入临床还有很长的路要走。科学家正在动物模型中进行测试,目前结果显示很有的希望。接下来再探讨它们在治疗先天性泌尿道缺陷的儿童中的应用。De Marco坚信,这项研究成果可以为微创手术新工具开发拓展了道路。

參考資料:

1. News-medical

Researchers develop new method to produce stents with small dimensions

https://www.news-medical.net/news/20190809/Researchers-develop-new-method-to-produce-stents-with-small-dimensions.aspx

2. Advanced materials technologies

Indirect 3D and 4D Printing of Soft Robotic Microstructures

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/admt.201900332?referrer_access_token=4Rcv_XQRnJEzg2AoTPue004keas67K9QMdWULTWMo8NsFXYzRHCijIf6z7U3407C3fdKcywaPqQw9QmGIY5bHHpz9WymfGSnAQUjGFTC7NTLS5ydiypI6dl2UwzpgzR8zn5eIbEGafG5MiuVlt68hILgSbC24PEF4xsODgcp_Hc%3D

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