负载成纤维细胞3D打印甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架的体外促血管化

背景:将种子细胞与3D生物打印技术相结合可特异性地构建各种组织和器官以满足组织修复的需求,但对于损伤组织促血管化的有关研究仍有待深入。目的:通过培养负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架获得上清液并与完全培养基按不同比例混合,以模拟组织修复过程中的细胞微环境,探究多种细胞微环境对内皮细胞促血管化的作用。方法:采用挤压式3D生物打印工艺制备负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架,制备水凝胶支架浸提液;将水凝胶支架浸提液与完全培养基按照1∶1、1∶2、1∶4的体积比混合获得条件培养基。将小鼠胚胎成纤维细胞BALB3T3、人脐静脉内皮细胞分别与完全培养基(对照组)、水凝胶支架浸提液共培养,采用CCK-8法检测细胞增殖,活/死细胞染色分析细胞活性。采用3种条件培养基与完全培养基(对照组)分别与人脐静脉内皮细胞共培养,进行成管实验、血管基因检测与CD31免疫荧光染色。结果与结论:①扫描电镜下可见水凝胶支架呈多孔性结构,流变学结果显示该水凝胶具有良好的机械性能,CCK-8检测与活/死细胞染色显示该水凝胶支架浸提液无明显的细胞毒性。②成管实验显示,1∶1条件培养基组细胞成管总长度小于对照组(P<0.05),4组细胞成管分支数比较差异无显著性意义(P>0.05)。③qRT-PCR检测显示,对于血管内皮生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶2条件培养基组低于1∶1条件培养基组(P<0.01);培养第3天,1∶2条件培养基组高于对照组(P<0.01);培养第5天,1∶2条件培养基组高于其他3组(P<0.01或P<0.0001),1∶1条件培养基组低于其他3组(P<0.05或P<0.01)。对于碱性成纤维细胞生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶1条件培养基组高于对照组、1∶4条件培养基组(P<0.01,P<0.05),1∶2条件培养基组高于对照组(P<0.05);培养第3天,1∶4条件培养基组高于对照组(P<0.05)。④培养第3天,1∶2条件培养基组CD31表达高于对照组、1∶4条件培养基组(P<0.05)。⑤结果表明该条件培养基可模拟组织损伤后血管再生微环境,进而促进内皮细胞的血管化进程,并且1∶2条件培养基促血管化效果最好。

负载外泌体水凝胶修饰3D打印支架构建血管化的气道替代物

背景:对于长段气管缺损的替代治疗,尽管近年来组织工程研究取得了一定的进展,但仍然不尽完善,其中最大的难点就是不能快速实现气管替代物的血运重建。目的:初步探索经负载外泌体水凝胶修饰的聚己内酯支架构建可快速血管化气管替代物的潜力。方法:提取SD大鼠骨髓间充质干细胞来源外泌体,制备甲基丙烯酰化透明质酸溶液,将外泌体溶液与甲基丙烯酰化透明质酸溶液按照体积比1∶1混合,紫外光照射5 min制备负载外泌体的甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶。检测未负载外泌体水凝胶的降解情况,负载外泌体水凝胶外泌体的控制释放情况。采用3D打印法制备聚己内酯支架,将单纯的甲基丙烯酰化透明质酸溶液与负载外泌体的甲基丙烯酰化透明质酸水溶液分别滴加至支架表面,紫外光照射后获得水凝胶修饰的支架与外泌体修饰的支架。将30只SD大鼠采用随机数字表法分为3组,每组10只,分别于皮下包埋单纯的支架、水凝胶修饰的支架与外泌体修饰的支架,术后30 d取出各组支架及周围组织,通过苏木精-伊红及Masson染色观察新生血管生成情况,免疫荧光检测CD31的表达。结果与结论:①随着时间的推移,水凝胶逐渐降解,并且包封于水凝胶中的外泌体逐渐释放,可持续释放至30 d以上,并且外泌体的释放速率快于水凝胶自身的降解速率,浸泡30 d时仍有近20%的外泌体未被释放;②扫描电镜下可见,单纯的聚己内酯支架表面粗糙,经水凝胶修饰后,支架孔隙之间覆盖一层凝胶物质,支架表面变得光滑、致密;③大鼠皮下包埋30 d后,苏木精-伊红及Masson染色显示,与水凝胶修饰支架组相比,外泌体修饰支架组支架内部可见更多的新生血管形成,两组支架表面的水凝胶未完全降解;免疫荧光染色显示,外泌体修饰支架组CD31表达高于水凝胶修饰支架组(P<0.0001);④结果表明,甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶可以作为外泌体的控释载体,经负载外泌体甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶修饰后的3D打印聚己内酯支架,具有良好的生物相容性,且具有促进新生血管形成的潜力。

3D打印技术联合CBL教学模式在血管外科临床教学中的应用

目的探讨3D打印技术联合案例教学法在血管外科临床教学中的应用。方法2022~2023年期间,选取血管外科实习学生124例,分组方法为随机数表法,分为对照组(62例,传统教学模式)和研究组(62例,3D打印技术联合CBL教学模式),比较两组考核成绩、教学效果、学习能力和教学满意度。结果与对照组比较,研究组基础理论知识、实践操作评分更高(P<0.05);加强师生交流、加强临床思维能力、加强文献筛查能力、提高课程兴趣、提升学习积极性、对教学效果满意等更百分比更高(P<0.05)。总结能力、查阅文献能力、逻辑思维能力、团队协作能力、写作能力、动手能力、沟通能力更高(P<0.05);教学满意度总分更高(P<0.05)。结论3D打印技术联合CBL教学模式应用在血管外科临床教学中,可提高考核成绩和教学效果、学习能力以及教学满意度。

负载仙茅苷的3D打印复合支架促进血管化和成骨效应的研究

目的:研究负载仙茅苷的三维复合支架的理化特性,并评估其对人脐带静脉内皮细胞(human umbilical vein endo⁃thelial cell,HUVEC)和小鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)促进血管化和骨诱导方面的潜在作用。方法:采用乳液/溶剂蒸发技术制备负载仙茅苷(curculigoside,CUR)的聚己内酯微球(CUR⁃PM),借助3D生物打印技术成功构建了由羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)、明胶(gelatin,GEL)和海藻酸钠(sodium alginate,SA)组成的三维复合(hydroxyapa⁃tite gelatin sodium alginate,HGS)支架的基础上,制备了负载仙茅苷的聚己内酯微球(hydroxyapatite gelatin sodium alginate curcu⁃ligoside,HGSC)支架。通过扫描电镜、红外光谱、流变学、力学性能、药物释放和降解性等实验对支架进行表征;通过CCK⁃8、EdU荧光染色实验以验证支架的生物安全性;通过HUVEC细胞管形成实验、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)染色,评估HGSC用于促进细胞血管化和成骨调控的潜能。结果:HGSC内部具有大小均匀的网格状结构,与HGS相比,具有适当的力学性能和降解性。CCK⁃8和EdU荧光染色结果显示,HGSC支架具有良好的生物相容性。HUVEC细胞管形成实验和BMSC的ALP染色结果表明,HGSC支架表现出促进血管化和骨形成的潜能。结论:HGSC支架具备良好的生物相容性,并且对BMSC的骨诱导潜能和HUVEC的血管化具有明显的促进作用,为骨缺损修复提供了具有前景的治疗策略。

3D打印结合PBL在血管外科临床教学中的应用

目的:观察3D打印结合PBL教学在血管外科临床教学中的效果。方法:将于2023年06月-2023年09月期间在我院血管外科实习的实习生纳入研究并设为研究样本,纳入研究样本例数总计44例,参照随机分组法将这44例实习生做分组处理,其中常规组收录的22例实习生采用传统PBL带教模式教学,研究组收录的22例实习生采用3D打印结合PBL教学,之后对两组实习生的带教效果进行对比分析。结果:教学满意度的结果分析中,研究组总满意率高于常规组(P<0.05);综合能力的结果分析中,研究组综合能力优于常规组(P<0.05);两组实习生考核成绩的结果分析中,研究组考核成绩显著高于常规组(P<0.05)。结论:对于血管外科实习生来说,应采用3D打印结合PBL教学予以干预,这有助于提升实习生的综合能力以及教学满意度,应用效果十分显著。

三维CT支气管血管成像联合3D打印技术在早期肺癌患者胸腔镜肺段切除术中的应用价值

目的:探讨三维CT支气管血管成像(3D-CTBA)联合3D打印技术在早期非小细胞肺癌(NSCLC)患者胸腔镜肺段切除术中的应用效果。方法:回顾分析2022年1月至2023年9月于本院行胸腔镜肺段切除术的87例早期NSCLC患者临床和影像学资料,其中术前采取常规CT检查患者44例(常规组)、3D-CTBA联合3D打印技术检查患者43例(联合组),以手术结果为标准,比较2组各指标的差异。结果:常规组和联合组的病变定位准确率分别为95.45%(42/44)、100%(43/43),差异无统计学意义(χ^(2)值=2.001,P值=0.157)。与常规组相比,联合组的术中出血量、胸管引流量降低(P<0.05),切缘宽度增加(P<0.05),手术时间、胸管留置时间、住院时间缩短(P<0.05)。联合组术后并发症发生率为13.95%,低于常规组的31.82%(P<0.05)。结论:使用3D-CTBA联合3D打印技术有助于提高早期NSCLC患者胸腔镜肺段切除术效果,包括准确定位病灶、缩短手术和住院时间、降低术中出血量和术后并发症发生率等。

基于3D打印技术的模拟教学在血管介入教学中的应用

目的探讨基于3D打印技术的模拟教学在医学本科生血管介入教学中的应用效果。方法2022年4—6月,随机选取杭州医学院2019级五年制医学影像学专业2个班级学生为研究对象,以班级为单位随机分为试验组(n=28)和对照组(n=30)。对照组采用以案例为基础的教学法,试验组在对照组的基础上,使用基于3D打印技术的模拟教学。比较2组理论考核成绩及问卷调查结果。结果试验组学生考核成绩高于对照组[(86.37±5.18)分vs.(95.11±3.41)分],差异有统计学意义(P<0.001)。调查问卷结果显示,观察组在学习兴趣、学习效率、临床思维能力、知识掌握程度、操作技能水平及课堂满意度等方面的提高均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。结论基于3D打印技术的模拟教学在医学本科生血管介入教学中应用效果较好,能够提高学生对血管介入理论知识和操作技能的掌握水平。

3D打印PCL气管外支架复合皮瓣构建新型气管替代物

目的长段气管缺损的修复在世界范围内仍然是一个挑战,本研究旨在探究基于自体组织复合材料的长段气管缺损一期修复重建。方法体外实验中,通过模拟管腔负压观察气管替代物的塌陷情况,选择塌陷程度最低的气管替代物用于气管重建。体内实验中,通过切除比格犬5 cm长的气管构建气管缺损模型,使用气管外支架复合颈部带血管蒂皮瓣构建气管替代物进行气管重建。结果本研究共设计3种C型支架(开口距离为5、10、15 mm)。在体外-10 mm Hg条件下,C5mm,C10mm和C15mm 3种气管替代物的塌陷程度分别为22.3%、31.2%和70.3%(P<0.05)。当负压达到-30 mm Hg时,C10mm型气管替代物管腔塌陷程度超过70%,C15mm型气管替代物管腔完全塌陷,而C5mm型气管替代物管腔塌陷程度为45.74%,因此最终选择C5mm气管外支架用于体内气管重建。同时压力-位移曲线显示C5mm型气管替代物的力学性能高于原生气管,这保证该气管替代物拥有足够的力学强度以维持气管的通畅。在体内实验中,比格犬的中位生存时间为41 d,X线检查显示术后4周气管替代物管腔的通畅度在40%以上,HE结果显示皮瓣的血供充足。结论3D打印PCL气管外支架能够有效支撑皮瓣,避免气管替代物发生塌陷。因此,3D打印PCL气管外支架复合皮瓣构建气管替代物是长段气管缺损潜在的一期修复重建方式。

3D打印技术及以问题为导向的教学方法在血管外科临床实习教学中的应用

目的评估3D打印技术及以问题为导向(problem-based learning,PBL)教学法在血管外科临床实习教学中的应用。方法选取2021年8月至2022年6月在新疆医科大学第一附属医院血管外科进行本科见习的54名临床医学专业学生为研究对象,并按照随机数字法将其分为对照组及观察组。每组各27名。对照组由临床医生指导学生临床实习10个月及以上进行指导及管理,观察组对标实施3D打印技术及PBL教学法,比较两组的考试成绩和调查问卷结果。结果与对照组相比,观察组在主动脉解剖知识、影像学知识方面的考核成绩更优,总分也明显优于对照组,自觉对手术过程的认知更高,学习总体感觉更好,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论3D打印模型联合PBL教学法在血管外科本科教学中具有良好的应用前景。

3D生物打印构建HGFs和HUVECs共培养体系促进HUVECs成血管

目的:构建人牙龈成纤维细胞(human gingival fibroblasts,HGFs)和人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)共培养体系,促进HUVECs成血管。方法:取HGFs和HUVECs培养传代至3~5代进行实验。通过慢病毒转染用红色荧光蛋白标记HUVECs。构建HGFs和HUVECs二维共培养体系,将HGFs与HUVECs以不同比例(4∶1、1∶1、1∶4)共培养,荧光显微镜下观察血管网络形成情况。配制5%甲基丙烯酰化明胶(GelMA)30胶,构建HGFs和HUVECs三维共培养体系,激光共聚焦显微镜下观察血管网络的形成情况。对HUVECs形成的血管网络进行定量分析。将HUVECs从三维共培养系统中分离出来,评估单独培养和共培养一定时间后HUVECs的增殖、迁移和小管形成效果以及相关血管生成基因的表达水平。结果:二维共培养时,当HGFs和HUVECs以比例1∶1共培养时血管网络形成的效果最佳。三维共培养时,HGFs可以促进HUVECs血管生成。HGFs和HUVECs共培养组的增殖、迁移和小管形成效果更好,相关血管生成基因的表达水平远远高于HUVECs单独三维培养组。结论:HGFs和HUVECs共培养能够引导和促进HUVECs出芽及迁移。

基于精准化整体护理干预模式对机器人辅助腹腔镜下3D打印血管外支架置入术治疗胡桃夹综合征患者的疗效分析

目的:分析基于精准化整体护理干预模式在机器人辅助腹腔镜下3D打印血管外支架置入术治疗胡桃夹综合征(Nutcracker Syndrome,NCS)患者的应用效果。方法:选取2017年1月—2020年12月空军军医大学第二附属医院160例行机器人辅助腹腔镜3D打印血管外支架置入术患者为研究对象,随机分为对照组与研究组,每组各80例。对照组实施常规护理,研究组接受精准化整体护理干预模式。比较两组患者术后血尿、蛋白尿消失时间、术后排气时间、住院时间,以及术后并发症发生率等情况。结果:研究组的术后并发症发生率低于对照组,血尿消失时间、蛋白尿消失时间、术后排气时间、住院时间均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:对机器人辅助腹腔镜下3D打印PEEK血管外支架置入术后患者采取精准化整体护理干预,可减少术后并发症的发生率,缩短手术时间,促进患者的术后康复。

血管移植、游离皮瓣结合3D打印骨重建治疗小腿GustiloⅢC型开放骨折伴大段骨缺损一例

随着现代工业的飞速发展,交通事故造成的肢体GustiloⅢC型开放骨折伴大段骨缺损,临床治疗过程比较困难,对诊疗技术要求高,病程恢复时间长。我院骨科采用一期修复血管、神经、肌腱并切取游离皮瓣保肢,二期血管骨移植或骨搬运技术恢复肢体骨骼长度。但仍有部分GustiloⅢC型软组织及骨感染发生率高.

3D打印技术联合PBL教学模式在心血管内科教学中的应用价值

分析3D打印技术联合PBL教学模式在心血管内科教学中的应用价值。方法:选取本校2023级临床医学专业本科生共100例,随机分为两组,一组学生采取传统PBL教学模式,被命名为常规组;一组学生采取3D打印技术联合PBL教学模式,被命名为联合组,设计调查问卷和考核题目,比较两组学生的学习态度评分、学习质量评分、考核分数和教学满意度评分。结果:相比于常规组,联合组学生的学习态度评分、学习质量评分、考核分数和教学满意度评分更高,且组间差异存在统计学意义。结论:在心血管内科教学中,3D打印技术联合PBL教学模式有利于提升教学效率和质量,取得更好的教学成果,具有比较好地运用前景。

后胡桃夹综合征行3D打印血管外支架植入术的护理

后胡桃夹综合征，即腹主动脉后型左肾静脉压迫综合征，指左肾静脉从腹主动脉和脊柱之间穿过并受压，产生一系列的病理生理改变，可继发肾静脉系统及生殖系统静脉病变，属于左肾静脉压迫综合征一个特殊类型，临床较罕见。

3D打印技术在乙状窦后入路微血管减压术定位横窦-乙状窦的应用

目的探讨3D打印技术在乙状窦后入路手术中定位横窦-乙状窦的应用价值。方法2021年1月~2023年1月行微血管减压手术的病人47例,按照是否应用3D打印技术辅助横窦-乙状窦定位分为两组:3D打印组23例,应用3D打印技术指导横窦-乙状窦;对照组24例,实施常规开颅手术。比较两组病人手术时间,术中失血量及横窦-乙状窦移行处(关键孔)定位准确率。结果3D打印组和对照组横窦-乙状窦移行处定位准确率分别为95.7%和71.0%,手术时间分别为(120.8±9.1)分钟和(131.5±19.7)分钟,术中出血量分别为(28.3±32.4)ml和(67.5±76.0)ml,两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论应用3D打印技术辅助乙状窦后入路横窦-乙状窦定位有助于提高定位准确率,减少术中出血。

胡桃夹综合征患者行腹腔镜下3D技术打印的血管外支架植入术的护理

报告5例胡桃夹综合征患者行腹腔镜下3D技术打印的血管外支架植入术的护理,通过运用3D技术打印,即为患者"量身定做"一个钛合金多孔静脉血管外支架植入,并通过腹腔镜将其植入到患者体内,为受压的左肾静脉支起生命通道,解除了患者痛苦。认为加强患者病情观察及术前术后护理,预防感染及术后并发症,给予患者心理支持,才能收到良好的效果。

3D打印共面模板在局部进展型胰腺癌125I粒子植入治疗中的疗效观察

局部进展型胰腺癌(locally advanced pancreatic cancer,LAPC)指肿瘤局部广泛浸润,伴有严重的血管侵犯而无远处转移的胰腺癌,占全部胰腺癌的30%~50%[1],病人平均生存期6~12个月,难以手术切除[2],需要先采用转化治疗,当其成为可切除肿瘤时再行手术切除,但转化成功率一般较低。顽固性腰腹痛常常是LAPC病人就诊的首要且最痛苦的症状,严重影响病人的生活。目前临床主要的治疗方法为药物、神经毁损等,但只能暂时缓解症状而不针对肿瘤本身。

3D打印PEEK材料血管外支架建模及制作方法的可行性和有效性

目的证明用于治疗胡桃夹综合征的3D打印聚醚醚酮(PEEK)材料血管外支架的三维建模和制作方法的可行性和有效性。方法以37例胡桃夹综合征患者为对象,利用患者的CT影像数据,分别对左肾静脉(LRV)受压迫处的动脉和静脉部分进行三维重建并进行3D打印。根据患者动静脉三维数字模型设计血管外支架,并利用PEEK材料进行3D打印。将3D打印PEEK材料血管外支架在1:1动静脉模型上模拟置入并进行术前规划。利用T检验对比分析患者术前和术后3个月的复查数据。结果术前CT影像上测得LRV狭窄处直径均值为(2.81±1.67) mm,动静脉三维数字模型上测得其均值为(2.85±1.59)mm,误差绝对值为(0.17±0.21)mm。患者术前与术后3个月复查结果显示,LRV狭窄处直径(P <0.01)、LRV肾门处直径与狭窄处比值(P <0.01)以及LRV肾门处血流速度(P <0.05)均有显著性差异。37位患者术后均无并发症,其中有22位症状完全消失,15位症状明显缓解。CT影像显示支架位置稳定,无移位。结论用于治疗胡桃夹综合征的3D打印PEEK材料血管外支架的建模及制作程序可行且有效。

3D打印纳米纤维素增强聚乳酸血管支架的体外力学性能研究

动脉粥样硬化疾病是当今人们生命健康的巨大威胁,而血管内介入治疗是最有效的治疗方法之一。金属血管支架是治疗动脉血管疾病的主要手段,但植入血管后会导致支架血栓和支架内再狭窄等问题。生物可吸收血管支架是有望解决支架血栓和支架内再狭窄的新一代血管支架。本文采用3D打印熔融沉积成型技术,分别成型具有不同壁厚、直径,以及采用不同打印填充路径的聚乳酸血管支架和纤维素纳米纤维/聚乳酸复合材料支架,采用平面压缩法和三点弯曲法对其进行体外力学性能测试,获得支架的径向支撑性能和纵向柔顺性能。研究结果表明:相比聚乳酸支架,复合材料支架的径向支撑性能最高提升了47.6%;在相同的支架壁厚和支架直径情况下,复合材料血管支架的纵向柔顺性高于聚乳酸血管支架,提升了20.2%。此外,极差分析结果表明,壁厚对支架体外力学性能影响最大,其次是支架直径,打印填充路径对支架体外力学性能影响较小。本研究的成果为新型生物可吸收降解支架的研制提供了新的思路。

机器人辅助腹腔镜联合3D血管打印治疗化疗后Ⅲc期非精原细胞瘤1例报告

目前国内对临床Ⅱ期或者分期更晚的化疗后非精原细胞瘤(non-seminomatous germ cell tumor,NSGCT)手术治疗报道较少。近日四川大学华西医院应用机器人辅助腹腔镜系统联合3D血管打印技术成功为1例NSGCTⅢc期的患者实施手术,术中精准靶向切除腹膜后残留肿块,现报道如下。