3D打印技术辅助精细化构建组织工程鼻翼软骨的研究

【摘要】研究背景及意义：鼻缺损在整形外科临床较为常见,与之相应的鼻再造术在整形外科中极富挑战性,其中最富挑战性的应属软骨移植。随着人们对鼻部再造手术精细度要求的提高,人们越来越重视对鼻部美学亚单位精细的再造,譬如鼻尖、鼻小柱、鼻翼等。从应用解剖来看,作为鼻翼形态支撑结构的鼻翼软骨,其精细化程度在很大程度上直接影响着再造鼻翼的精细外观。近年来组织工程软骨技术迅猛发展,尤其耳廓软骨组织工程在近二十年内发展迅速。然而,关于鼻翼软骨组织工程的研究却鲜有报道。另一方面,随着3D打印技术的逐步成熟,这项技术越来越多的渗透到各个领域,其快速、精准的优势将能够为精细化构建组织工程鼻翼软骨提供强大的支持。研究目的：1、通过对尸体鼻翼软骨的解剖、测量及三维重建并结合3D快速打印技术,精细化对鼻翼软骨进行建模,并应用组织工程技术构建精细化鼻翼软骨,确定3D打印技术在精细化构建组织工程软骨方面的可行性。2、通过对组织工程化鼻翼软骨及人鼻翼软骨标本进行形态学测量及组织学检测、生物力学分析等,确定基于组织工程软骨构建策略及应用3D快速打印技术重建鼻翼软骨的可行性。研究内容：1、尸体标本鼻翼软骨解剖学研究材料和方法：取死亡时间在48小时以内的冰冻新鲜成年尸体,仔细解剖出完整的鼻翼软骨,即刻测量出鼻翼软骨的内侧脚、中间脚(穹窿部)及外侧脚的长度、宽度及厚度三组数据,并对鼻翼软骨三个部位的数据进行统计学分析。对软骨标本进行组织学染色及生物力学测试。结果：鼻翼软骨符合软骨的一般特性,且其各个解剖位置的数据均呈正态分布。2、应用3D快速打印技术鼻翼软骨建模材料和方法：将鼻翼软骨标本固定后,进行CT扫描,后应用光固化三维打印快速成型技术制作出树脂材料的鼻翼模具,并依据模具制备出PGA/PLA支架。结果：3D快速打印技术成型后的鼻翼软骨模型及组织工程支架保留了鼻翼软骨的精细结构。3、精细化构建组织工程鼻翼软骨材料和方法：将20例鼻部整形手术患者术中残留的鼻中隔软骨,软骨样本均由中国医学科学院整形外科医院提供,经分离、培养、扩增后,接种于依照3D打印技术制备出的鼻翼软骨PGA/PLA支架上,体外培养4周,植入裸鼠皮下培养8周,分别于这两个时间点对标本进行软骨相关检测。结果：经体外培养4周的软骨支架复合物其组织学及弹性均较生理状态的鼻翼软骨有较大的差异,而经体内培养8周后的组织工程化软骨形态及组织学较人鼻翼软骨无明显差异,其各个解剖部位的测量值经与对应的生理鼻翼软骨比较后,外侧脚、内侧脚及中间脚的长度、宽度与相对应的解剖鼻翼软骨数据无统计学差异(P>0.05),但厚度经统计学分析后(P<0.05)；而且其生物力学特性更是优于相对应的鼻翼软骨,具有显著统计学差异(P<O.05)。综上所述,本研究以构建精细化的组织工程鼻翼软骨为实验目的,初步探讨了应用3D打印技术辅助构建鼻翼软骨的可行性,首次将3D快速打印技术与鼻翼软骨组织工程技术结合进行研究。这些研究结果为临床上鼻翼再造手术精细化要求提供了理论基础和技术支持。
【作者】徐奕昊；
【导师】范飞；
【作者基本信息】北京协和医学院，整形外科学，2014，博士
【关键词】3D打印技术；精细化；软骨组织工程；鼻翼软骨；

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