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世界首次3D打印--漂亮耳朵!

發(fā)布時(shí)間:2018-02-13
    
        
            

                不知道大家還對(duì)那只背上長(zhǎng)著耳朵的小鼠有印象嗎?奇點(diǎn)糕翻了翻資料,才發(fā)現(xiàn)這事兒都二十一年了!             

        
    
    
        
                     
    
    
        
            

                這只小鼠給了我們對(duì)未來(lái)科技的無(wú)限暢想             

        
    
    
        
            

                1997年,當(dāng)時(shí)還在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院進(jìn)行博士后研究的曹誼林,在裸鼠背上成功再生了人耳廓形態(tài)軟骨,首次向世界展示了組織工程技術(shù)“再生”人體組織、修復(fù)缺損的可能性[1]。             

            

                              

            

                2018年,已是上海交通大學(xué)教授的曹誼林再發(fā)論文,成功利用組織工程技術(shù)與3D打印技術(shù),為5名患有先天性小耳畸形的孩子“再造”了漂亮的耳朵[2]!耳軟骨細(xì)胞來(lái)自患者自身,形狀根據(jù)正常側(cè)耳“定制”,經(jīng)過(guò)最長(zhǎng)兩年半的隨訪,再造耳生理形態(tài)基本與正常的耳朵一樣。             

        
    
    
        
                     
    
    
        
            

                曹誼林教授             

        
    
    
        
            

                先天性小耳畸形是一種不算太罕見(jiàn)的疾病,世界范圍內(nèi)發(fā)病率為0.8-17.4/10000,西班牙裔和亞裔發(fā)病率相對(duì)來(lái)說(shuō)高一些[3]?;加羞@種病的人,中耳和外耳先天性發(fā)育不良,雖然內(nèi)耳一般不會(huì)受到影響,但是外耳的形態(tài)異常,還是會(huì)嚴(yán)重影響他們的聽(tīng)力。更何況外貌上的異常,會(huì)給他們帶來(lái)極大的心理負(fù)擔(dān)。             

            

                              

            

                目前來(lái)說(shuō)只有手術(shù)能解決這個(gè)問(wèn)題。植入的“支架”,要么是用患者自己的肋軟骨雕刻成的,要么就是樹(shù)脂等非生物材料制作的。             

            

                              

            

                取塊軟骨聽(tīng)起來(lái)就很痛!而且雕出來(lái)啥樣全憑醫(yī)生手藝和骨頭的條件。樹(shù)脂材料呢,又不那么自然,還有引起免疫反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。             

            

                              

            

                “人耳鼠”就是曹教授在解決這個(gè)問(wèn)題上的第一次嘗試。說(shuō)是“人耳鼠”,其實(shí)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)并不是人耳,只是有人耳形態(tài)的一塊軟骨,實(shí)驗(yàn)中使用的是牛的軟骨細(xì)胞。考慮到軟骨細(xì)胞的來(lái)源、如何保持軟骨形態(tài)、生物安全性等等問(wèn)題,這項(xiàng)技術(shù)一直都沒(méi)有投入應(yīng)用。             

        
    
    
        
                     
    
    
        
            

                先天性小耳畸形患者,外耳發(fā)育不全,常見(jiàn)耳道閉鎖             

        
    
    
        
            

                經(jīng)過(guò)二十一年的沉積發(fā)酵,這項(xiàng)技術(shù)終于在臨床試驗(yàn)里取得成功啦!             

            

                              

            

                這次呢,曹教授把自己的老本行組織工程技術(shù)與新興的3D打印技術(shù)結(jié)合了起來(lái)。首先,研究者們給患者正常一側(cè)的耳朵做了個(gè)CT掃描,建立三維模型,并利用3D打印技術(shù)打印一個(gè)形狀對(duì)稱的支架出來(lái),在這個(gè)支架的基礎(chǔ)上,把取自患者畸形耳側(cè)的軟骨細(xì)胞放進(jìn)去培養(yǎng)3個(gè)月,再用正常的手術(shù)植入。由于支架使用了可生物降解的材料,理想條件下,生長(zhǎng)一段時(shí)間之后的耳朵將會(huì)完全和正常的耳朵一樣。             

        
    
    
        
                     
    
    
        
            

                試驗(yàn)流程             

        
    
    
        
            

                實(shí)際試驗(yàn)也進(jìn)行得非常順利。第一個(gè)病人是個(gè)六歲的小女孩,從她的“小耳”取出的軟骨細(xì)胞活性良好,在體外培養(yǎng)到第12周的時(shí)候,支架上的軟骨已經(jīng)基本長(zhǎng)成,與她對(duì)側(cè)的耳朵相似度在90%以上。             

            

                              

            

                這只在培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的耳朵,在她的身上也正常生長(zhǎng)了。植入9個(gè)月以后,耳朵出現(xiàn)了明顯的輪廓;24個(gè)月以后,耳部的靈活性更好、結(jié)構(gòu)更明顯了。對(duì)軟骨取樣檢測(cè),這只人造耳的組織學(xué)也與天然軟骨類似,只是彈性蛋白略低一些,支架則降解得差不多了。             

            

                              

            

                另外的四個(gè)案例也均表現(xiàn)良好,有兩個(gè)孩子的耳部形態(tài)略有些扭曲,不過(guò)這在下一步手術(shù)中是可以進(jìn)行改善的。             

        
    
    
        
                     
    
    
        
            

                其他四個(gè)案例,基本成功             

        
    
    
        
            

                目前,對(duì)首個(gè)案例的隨訪已經(jīng)進(jìn)行了兩年半,研究者準(zhǔn)備繼續(xù)隨訪至第五年,以確定支架完全降解之后,軟骨的形態(tài)是否還正常。             

            

                              

            

                這是世界首例成功在體外培養(yǎng)人耳狀軟骨并成功進(jìn)行移植的臨床試驗(yàn),相信未來(lái)直接使用3D打印出一個(gè)耳朵移植也不是夢(mèng)了。             

            
                              
        
    
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