佐治亚理工学院的 3D 打印夹板拯救了另一名患有气管缺陷的儿童 – 3D打印行业资讯网

对于天生患有罕见气管缺陷的儿童来说，每一次呼吸都是一场生存之战。现在，佐治亚理工学院（Georgia Tech）的一项革命性创新正在改变这些孩子的生活。研究人员开发了一种 3D 打印的气管夹板，可以让像四岁的 Judge Altidore 这样的年轻患者能够更轻松地呼吸。

阿尔蒂多尔出生时患有气管软化症（TM），这种疾病的气管软骨薄弱，导致气管壁破裂，导致呼吸困难。 TM 影响大约每 2,100 名儿童中就有 1 名，它使呼吸等简单活动变得持续困难，并可能导致危及生命的呼吸系统问题。

传统治疗往往无效，许多儿童不得不长时间使用呼吸机。在使用呼吸机时，他们依靠机器来呼吸，这扰乱了他们的日常生活，并限制了他们为孩子和家人进行正常活动的能力。

认识到迫切需要更有效的解决方案，佐治亚理工学院的专家团队开发了一种生物可吸收气管夹板。这种创新装置的作用就像气管周围的石膏，保持气管开放，让婴儿的软骨随着时间的推移正常发育。

该夹板由可生物降解材料制成，经过定制 3D 打印，以适应每位患者独特的气管解剖结构。随着气管软骨的强化，夹板逐渐溶解，无需进行额外的手术将其移除。

亚特兰大儿童保健中心的儿科心脏病专家、埃默里大学医学院的儿科教授凯文·马赫 (Kevin Maher) 和儿科耳鼻喉科专家史蒂芬·古迪 (Stephen Goody) 一起监督了贾斯蒂斯和其他三名儿童的治疗，这些儿童接受了特殊的气管护齿套。程序。 FDA 批准的扩大访问研究。佐治亚理工学院表示，结果非常显着。

佐治亚理工学院解释说：“所有四人的呼吸性能都得到了显着改善，前所未有的结果表明专业护理的新时代已经到来。”

这并不是第一次使用 3D 打印来重建气管。事实上，这一突破花了数年时间。早在 2012 年，密歇根大学的 Scott Hollister 和 Glenn Green 就开发出了第一个 3D 打印生物可吸收气管夹板。他们将其植入了一名名叫 Kaiba Gionfriddo 的三个月大婴儿体内，这名婴儿患有严重的气管支气管软化症，这种疾病会导致他的呼吸道塌陷。这一革命性的医学进步成为全国各地的头条新闻，给那些面临类似生命威胁的孩子的家庭带来了希望。

霍利斯特搬到佐治亚理工学院继续他的开创性工作。他目前领导组织工程和力学实验室 (Hollister Lab) 以及 3D 医疗制造中心 (3DMedFab)。这些组织正在共同利用先进的 3D 打印技术开发针对患者的医疗设备。

2017 年，他的实验室重新设计了气道夹板，用于治疗新生儿 Ramiah Martin 的气管发育不全。 Ramiah 出生时就没有气管（这种情况几乎总是致命的），并成为第一位接受 3D 打印气管替换夹板来治疗这种特殊情况的患者。感谢宾夕法尼亚州立儿童医院医疗团队和佐治亚理工学院开发的创新技术的共同努力，她获得了活下去的机会。

霍利斯特的实验室使用基于图像的患者特定模型来开发这些救生设备。他们使用 CT 扫描和 MRI 等成像数据为每位患者独特的解剖结构创建准确的数字模型。定制设计完成后，3DMedFab 将使用最先进的 3D 打印设备将其变为现实。

该设备的关键部件之一是EOS P110激光烧结系统，该系统使用粉末状聚己内酯（PCL）来制造适合人类临床使用的复杂生物可吸收支架和医疗器械。该机器提供了在医疗紧急情况下制造救生设备所需的高精度和高生产速度。 3DMedFab 还可以生产其他医疗支架，包括耳、鼻和喉的支架。

除了 EOS 机器之外，该实验室还使用专门的生物打印机，例如 EnvisionTEC 的 3D-Bioplotter（Desktop Health 的一部分）和 Celllink 的 Inkredible+ Bioprinter 来打印可生物降解的聚合物和形状记忆弹性体。这些材料对于制造夹板至关重要，不仅可以支撑气管，而且可以随着时间的推移在体内安全地生物降解。

该实验室的武器库包括其他先进的打印机，例如 Stratasys J750，它可以根据扫描的患者解剖结构创建高质量的手术模型，帮助医生为复杂的手术做好准备。 Stratasys F170 通常用于制造实验室使用的仪器和固定装置。对于需要高分辨率和特殊材料的项目，他们转向光聚合打印机，例如 Celllink 的 Lumen X Bioprinter 和 Formlabs 的 Form 2。

通过在霍利斯特的领导下整合研究、设计和制造，佐治亚理工学院处于开发拯救生命的创新医疗设备的前沿。 Hollister Lab 和 3DMedFab 的共同努力，已在患者体内植入了超过 25 个装置，用于治疗气管支气管软化症，为患有严重呼吸道疾病的儿童带来了新的希望。

除了 Altidore 法官和 Ramya Martin 案件之外，该实验室还为更多患有 TM 和气管发育不全等严重气道疾病的儿童制作了定制夹板。每位患者的故事都为支持使用 3D 打印等先进制造技术生产的创新设备提供了越来越多的证据。

由于每个护齿套都是单独设计的，以适合每个孩子独特的气管解剖结构，因此这种个性化的方法是挽救生命并显着提高这些年轻患者的生活质量的关键。对于像阿尔蒂多尔和马丁这样的孩子来说，这意味着日常生活的机会——一个毫无恐惧地奔跑、玩耍和呼吸的机会。

展望未来，该团队希望扩大这一重要技术的使用范围。随着进一步的临床试验和 FDA 的批准，3D 打印气管护齿器有望成为患有 TM 和其他严重气道疾病的儿童的标准治疗选择。