為了對(duì)抗癌癥,成像、治療和監(jiān)測(cè)都是必要的。與健康組織中的血管相比,更密集和混亂的血管網(wǎng)絡(luò)是腫瘤的指標(biāo)。研究這些血管中血流的一種有前途的新方法是注入氣泡,然后用超聲波跟蹤它們。這顯示了血液的去向和血管的工作方式,以及幫助診斷,但在真實(shí)血管的超聲圖像中很難看到氣泡。作為“甜蜜”的替代品,博士。研究員 Andreas Pollet 轉(zhuǎn)向糖制作血管網(wǎng)絡(luò)的 3D 打印模型,以便更輕松地研究腫瘤附近的血流。
根據(jù) Mary Poppins 的說法,“一勺糖可以幫助藥物下降”,但博士。研究員 Andreas Pollet 會(huì)爭(zhēng)辯說,糖在醫(yī)療保健方面的作用遠(yuǎn)不止于此。
“糖對(duì)許多身體功能都很重要。但在實(shí)驗(yàn)室中,糖可用于構(gòu)建人體系統(tǒng)的復(fù)雜模型,例如血管網(wǎng)絡(luò),”在 Jaap 小組完成研究的 Pollet 說den Toonder 在機(jī)械工程系。“整個(gè)過程的關(guān)鍵是 3D 打印。”
3D 中的糖
3D打印在當(dāng)今社會(huì)無(wú)處不在。使用合適的材料,您可以 3D 打印幾乎任何東西,從混凝土房屋到棋子和巧克力甜點(diǎn)。
對(duì)于那些愛吃甜食的人來說,得知 Pollet 的目標(biāo)不是 3D 打印美味的甜點(diǎn)可能會(huì)令人失望。
Pollet 與他的合作者一起設(shè)計(jì)了一款定制的 3D 打印機(jī),可以非常精確地打印糖纖維。然后可以組合多根纖維以創(chuàng)建看起來像血管網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)。“糖允許在沒有剛性支撐的情況下進(jìn)行打印,并且材料在冷卻后從液體變?yōu)楣腆w。然后它可以支撐自己的重量。此外,它具有生物相容性并溶于水——這通常與 3D 打印材料不相關(guān),”說波萊特。
再見了,甜甜的糖
一旦打印了血管模型,就該告別糖了。Pollet:“糖只是用來制作血管網(wǎng)絡(luò)的模型。我們不能用糖制成的血管網(wǎng)絡(luò)模型來研究血流,因?yàn)樗鼤?huì)立即溶解。所以,我們給網(wǎng)絡(luò)涂上一層,然后用另一種材料澆鑄。”
含糖網(wǎng)絡(luò)涂有生物相容性和可生物降解的聚合物,以防止糖在鑄造過程中意外溶解。一旦涂層,網(wǎng)絡(luò)使用 PDMS(一種廣泛使用的硅基有機(jī)聚合物,可提供長(zhǎng)期穩(wěn)定性)或水凝膠(具有與人體組織類似的特性,并且可以通過超聲波輕松成像)進(jìn)行澆鑄。
如何制作最小的容器
在制造人造血管,尤其是小血管時(shí),Pollet 使用糖來制造血管網(wǎng)絡(luò)可能非常有益。
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