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研究人员开发出测试生物3D打印组织质量的PhotonControl系统

3dhoo2020-07-14 12:30:00

  近日,来自德国维尔茨堡和吕贝克的科学家正在努力改进生物3D打印组织植入物的质量控制。他们的“PhotonControl”系统使用光学相干断层扫描(OCT)和拉曼光谱(拉曼)来测试制作的组织。



  众所周知,生物3D打印组织以其安全且经济高效的方式修复人体受损区域的能力正在提高,但由于打印组织使一个相对较新的概念,因此,科学家们必须采取全面的质量控制措施,以保护患者的安全。


  但是,质量控制是非常难以实施的,因为用于制造组织的复杂的打印工艺和打印完成后需要长时间的后期成熟过程。


  为此,德国的两个研究所(维尔茨堡大学医院和吕贝克大学)进行了一项新的研究项目,提出了一个新的生物3D打印组织质量控制系统。其目的是在3D打印过程中和组织成熟期间评估所制造的组织。


  维尔茨堡大学医院功能材料主任JürgenGroll教授评论说:“生物3D打印是一个尚处于起步阶段的研究领域,因此需要为这些新的医学创作创造有效的质量控制方法。”


  “PhotonControl”使用两种不同的测试方法。用于捕获生物组织的3D图像的光学相干断层扫描(OCT)和通常用于观察振动和旋转的激光技术的拉曼光谱(Raman)。这些过程可以确保用于人类患者的生物3D打印组织的质量。然而,完善这个过程被证明是非常困难的。


  Groll说:“打印过程中的质量控制是一个重大挑战。”一部分原因是研究人员决定避免使用化学标记,这使得质量控制更难,但是却不会损害观察到的组织。


  Groll解释说:“我们不能使用任何化学染料,因为它们会影响打印结构的组织成熟。”


  研究人员说:“该过程的最重要部分是捕获与组织相关的生物化学和形态信息,而不是其速度或细节水平。因此,他们选择了非侵入性技术。”


  选择OCT和拉曼是因为它们是非侵入性的,并且不需要化学标记。这两个过程也相互补充:OCT允许实时结构成像,并可以定量测量机械性能;拉曼提供了关于3D打印结构的化学和生化表征的分子信息。


  据3D虎了解,PhotonControl将在未来两年内由来自Lübeck大学生物医学光学研究所的Groll和GereonHüttmann博士进行进一步的研究。此外,德国联邦教育和研究部(BMBF)为该项目提供了约24万欧元(283000美元)的资助。


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