基于MRI数据的3D打印定制脑组织空腔支架的研究

作     者：符锋 赵明亮 李晓红 陈翀 王丽娜 孙洪涛 涂悦 张赛 

作者机构：天津脑创伤与神经疾病研究所武警后勤学院附属医院脑科医院天津市神经创伤修复重点实验室天津300162 

出 版 物：《中国修复重建外科杂志》 (Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery)

年 卷 期：2016年第30卷第11期

页      面：1425-1430页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(81301050 81401067 81471275 81271392) 天津市自然科学基金资助项目(16 JCYB JC 27600) 中国博士后基金项目(2013 M 542583)~~ 

主　　题：创伤性颅脑损伤 组织工程 3D打印 胶原蛋白-壳聚糖 空腔支架 大鼠 

摘      要：目的探讨3 D打印技术制备个性化大鼠脑组织空腔支架方法,为组织工程化定制空腔支架进行创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)修复奠定基础。方法取成年雄性SD大鼠5只,体质量(300±10)g,使用电子控制性脑皮质撞击仪建立TBI模型,基于MRI数据采用Mimics软件重建损伤空腔表面轮廓,计算机辅助设计构建内部结构,再用3 D生物打印机以胶原-壳聚糖复合物为原料进行3 D打印。对3 D打印支架进行外观及扫描电镜观察。结果 MRI扫描显示大鼠致伤侧脑组织损伤改变,且空腔位置均限于大脑右侧皮层区。成功构建了含有内部结构的个性化空腔三维模型,并利用3 D打印技术成功制备了空腔支架。支架外部轮廓与大鼠TBI后损伤区空腔相似,内部正交叉结构排列有序、孔隙连通性较好。结论结合基于MRI数据的三维重建及3 D打印技术定制的空腔支架与大鼠脑组织缺损空腔外形相近,内部正交叉结构可模拟细胞外基质拓扑结构,且打印材料为生物相容性较好的胶原-壳聚糖复合物,为定制空腔支架修复TBI后脑组织空腔的研究提供了一种新方法。