瑞士日内瓦HEPIA团队开发婴儿二尖瓣修复3D打印植入物原型
2026-04-23 10:16
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维度网讯,瑞士日内瓦西部应用科学与艺术大学(HES-SO)下属的HEPIA研究团队开发并测试了一系列用于婴儿二尖瓣修复的瓣叶和瓣膜植入物原型,解决儿科患者手术中的长期临床难题。该研究评估了四种生物材料的结构、力学和细胞兼容性参数。

二尖瓣脱垂是儿科二尖瓣手术的常见适应症,但受影响儿童术后七年内死亡率高达17.9%至28.6%。并发症如血栓栓塞、免疫排斥和感染,加上新生儿脆弱解剖结构和合适假体尺寸有限,增加了手术复杂性。组织工程心脏瓣膜作为一种生物工程方法,可通过支持患者特异性适配和体细胞生长来弥补这些不足。

由Adrien Roux领导的团队采用两种制造方法生产了四个10毫米瓣叶原型。前三个通过传统激光切割和冷冻干燥工艺制成,分别使用超高分子量聚乙烯、涂有聚乙烯醇的聚乙烯,以及涂有聚乙烯醇和I型胶原蛋白的聚乙烯。第四个瓣叶和一个完整二尖瓣植入物原型ValCard,使用明胶甲基丙烯酰水凝胶的体积3D生物打印技术生产。

团队在所有原型上接种了从人胎儿主动脉分离的中血管母细胞,这是一种与原生瓣膜间质细胞相似的干细胞亚群。所有材料的细胞活力均超过70%,其中明胶甲基丙烯酰瓣叶记录的最高结果为216.77 ± 77.69%。在传统制造设计中,三层聚乙烯-聚乙烯醇-胶原蛋白瓣叶表现出最强整体性能,14天内降解率为7.30 ± 18.71%,细胞增殖模式最稳定。聚乙烯醇和胶原蛋白涂层改善了细胞粘附,同时保持材料机械性能。

基于明胶甲基丙烯酰的结构虽显示优异细胞活力,并与患者特异性几何形状兼容,但因2毫米厚结构的机械限制,未进行降解和牵引测试。研究人员表示,临床转化前需进一步工作,包括渗透性测试、动物模型体内验证,以及根据ISO心血管植入物标准对ValCard原型进行正式表征。

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