美科学家利用绵羊细胞与3D打印机培育仿生耳

2013年08月02日 10:36   新浪科技 微博   
美国马萨诸塞州的科学家利用3D打印机和绵羊软骨细胞培育的人造仿生耳,外形和功能均与真正的耳朵类似  美国马萨诸塞州的科学家利用3D打印机和绵羊软骨细胞培育的人造仿生耳,外形和功能均与真正的耳朵类似
马萨诸塞州的研究人员在一名整形外科医生的帮助下设计耳朵的3D模型,而后往模型内注入牛胶原蛋白,模型最后被植入老鼠皮肤下方。在此之后,研究人员从绵羊身上获取软骨细胞并注入模型,取代牛胶原蛋白。人造耳内装有线路,用于保持耳朵的外形  马萨诸塞州的研究人员在一名整形外科医生的帮助下设计耳朵的3D模型,而后往模型内注入牛胶原蛋白,模型最后被植入老鼠皮肤下方。在此之后,研究人员从绵羊身上获取软骨细胞并注入模型,取代牛胶原蛋白。人造耳内装有线路,用于保持耳朵的外形
耳朵模型内的软骨发育成熟后,研究人员对耳朵进行一系列压力测试,分析它们的弹性。这种人造耳被一层皮肤覆盖,以提高逼真度。  耳朵模型内的软骨发育成熟后,研究人员对耳朵进行一系列压力测试,分析它们的弹性。这种人造耳被一层皮肤覆盖,以提高逼真度。

  新浪科技讯 北京时间8月2日消息,据国外媒体报道,美国马萨诸塞州的科学家利用3D打印机和绵羊细胞培育出人造仿生耳,功能与真正的耳朵类似。这个人造器官由整形外科医生设计,尽可能让外形接近真耳。随后,科学家从绵羊身上获取所需的软骨细胞并进行培育,而后注入实验室老鼠皮肤下使用3D打印机打印的定制耳朵模型。这种人造耳装有线路,用于支撑它们的形状,使其能够像人耳一样柔软可弯曲。

  目前,科学家正准备对这种人造仿生耳进行临床测试,希望测试成功后能够应用于移植手术。由于这项技术可以进行定制,科学家能够根据患者的具体情况为他们定制仿生耳。此外,整个过程的耗时也比较短。

  人造仿生耳由马萨诸塞州总医院的托马斯-赛文特斯和同事培育。首先,他们在一名面部整形外科医生的帮助下设计一个3D数字模型,确保耳朵的外形和比例符合要求。随后,他们使用3D打印机打印出这个模型。模型沿着外部轮廓被分开,形成两只耳朵。科学家打印时使用一种名为“聚二甲硅氧烷”的硅化合物。

  这些模型随后被注入牛胶原蛋白,模型最后被植入老鼠皮肤下方。牛胶原蛋白是一种天然形成的蛋白,能够赋予皮肤弹性和强度。随后,研究人员从绵羊身上获取软骨细胞。这些细胞随后被注入实验室老鼠皮肤下的耳朵模型。3个月后,软骨细胞发育成足够的软骨,取代模型内的牛胶原蛋白。研究人员表示这种人造耳的曲线和线条拥有足够的精确度,上面还覆盖着一层皮肤。

  赛文特斯说:“这种人造耳具有很高的耐用性。这种人造耳与人耳类似,但如果不植入线路,耳朵将变得扁平和扭曲。两只耳朵的表面都呈白色,与软骨一样泛光。植入的线路能够大幅改善耳朵的尺寸和外形。如果不植入线路,耳朵的外形很难让人满意。这种仿生耳柔软可弯曲。”

  这一研究小组曾利用耳朵外形胶原质模型内的软骨细胞在老鼠身上进行一项概念验证研究,不过当时只在2D条件下进行分析。研究人员指出:“当前研发的技术用于进行临床测试。我们需要按比例放大并对支架的主要特征进行重新设计,使人造耳的尺寸和外形与成年人的耳朵相匹配,并且能够在植入之后保持美观。我们同样采取了大量严格的方法对植入后耳朵几何外形的逼真度进行分析。对外形的这种定量分析有助于改善人造耳外形的逼真度。”

  每年有数千名婴儿天生患有小耳症,外耳没有完全发育。很多人虽然有完整的内耳,但因外耳结构存在缺陷造成听力障碍。研究发现刊登在《皇家学会界面杂志》上。(孝文)

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