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3D打印研究出可抑制HPV感染植入物

來自北京清華大學的研究人員通過3D打印出了一種個性化的宮頸組織植入物，以對抗人類乳頭瘤病毒（HPV）。通過在錐形聚氨酯植入物的多孔結構中加載一種抗HPV蛋白，該團隊能夠定量控制該蛋白的釋放，抑制HPV在宮頸部位附近生長。

清華研究人員3D打印植入物可抑制HPV感染

3D打印的宮頸植入物 圖片來源：清華大學

HPV與宮頸癌

HPV是全球91%的宮頸癌病例的病因。每年有46萬個新病例，主要的治療方法是宮頸錐體切除術，即切除一個錐體形狀的組織樣本，用于診斷。如果有癌前細胞存在，該方法還可以去除癌前細胞，大部分組織會在六周內重新生長出來。然而，這種治療方法并不是神藥，因為它可能導致組織缺損，而且往往感染復發率較高。

3D打印的宮頸移植術

研究人員的目標是開發一種非破壞性的抗HPV植入物，這種植入物也可以促進結扎部位的組織生長。第一步是根據醫學影像數據設計出錐形結構--植入物最終在底部的直徑為30毫米。選擇的材料是FDA認證的可植入生物材料--聚氨酯，采用的3D打印技術是低溫沉積（LDM）。與普通的FDM不同，LDM是在零度以下的環境中進行的，通常是在-20°C到-30°C的環境中進行，所以相分離是在打印結構內部進行的。結合凍干技術，可以在3D打印出的零件中獲得多孔結構。

植入物的多孔結構。圖片來源：清華大學

孔隙度在這里很重要，因為它可以讓研究人員在植入物中裝載抗HPV "JB蛋白"。為了修改和測試不同的孔隙度，研究人員在制造過程中簡單地修改了溫度曲線，并實現了各種導線間距。研究小組發現，孔隙度與蛋白質負載之間呈線性負相關，但蛋白質的釋放率隨孔隙度的增加而增加。研究人員發現，該蛋白能有效地抑制HPV進入宿主細胞，降低了HPV作為植入部位的活性。

細胞毒性和細胞相容性試驗也指出，植入物能鼓勵細胞生長和粘附，修復愈合后的組織。在此基礎上，力學測試返回的力學性能與原始宮頸組織相當--抗壓模量為0.06-0.25兆帕。該結果有力地表明，3D打印技術可用于修復宮頸組織凝固后的宮頸組織，并抑制HPV復發感染。

該研究的更多細節可以在題為 "具有蛋白釋放功能的個性化宮頸組織植入物的設計、建模和3D打印 "的論文中找到。該論文由趙晨佳、王梓桐、陳華、紀景元、周振振振、方永聰、翁丁、呂璐、龐媛媛和孫偉共同撰寫（以上名字皆為音譯，如有出入敬請原諒）。

近幾個月來，3D打印的醫療植入物在AM研究中頻頻出現。今年4月，來自安大略省莫霍克學院和麥克馬斯特大學的研究人員率先研究了一種鈦合金Ti-5553是否適合3D打印骨植入物。植入體部位的細胞顯示出了延伸和生長，表明這種新型合金作為骨植入體具有強大的潛力。在其他地方，在麻省理工學院，3D打印正在使用導電聚合物液體材料開發柔軟的柔性腦電極。