最小3D生物印表機輔助聲帶修復

據英國《自然》網站近日報道，受大象鼻子啟發，加拿大麥吉爾大學研究人員研製出迄今最小的3D生物印表機，有望在外科手術後向患者聲帶精準輸送治療性水凝膠，輔助聲帶修復。相關研究成果發表於新一期《設備》雜誌。

據介紹，團隊開發的一種用於微創原位聲帶修復(Minimally Invasive In Situ Bioprinter, MIISB)的生物列印設備。該設備的設計着眼於如何在狹窄的體內環境中，精確地輸送具有生物活性的材料，以促進組織再生並降低纖維化發生率。

實驗中，研究人員通過醫生的手術鏡，將水凝膠精確“列印”到人造聲帶上。研究人員表示，這是首款適用於聲帶的生物印表機。以往生物列印多用於體表皮膚修復，而針對體內組織，尤其是聲帶的精准修復，一直是個難題。

患者在切除聲帶囊腫或贅生物後，常因術後瘢痕和聲帶僵硬而導致說話困難。研究表明，注射水凝膠可有效促進癒合。這類凝膠能類比聲帶的天然結構，為新組織生長提供支撐。然而，喉嚨內部視野有限，外科醫生難以精確注入生物材料。

為此，研究人員開發了這款微型印表機。他們先設計出直徑八毫米的初代樣機，隨後進一步縮小尺寸，使其能夠順利通過手術所需的一厘米寬通道，並成功將透明質酸基水凝膠精准填入用於手術訓練的人造聲帶缺損處。

該設備配有一個靈活自如的機械長臂，形如象鼻，末端裝有僅二點七毫米寬的打印頭。

目前，操作人員可以通過PlayStation控制器手動引導印表機完成作業。研究人員希望未來能實現自動化——輸入手術部位圖像後，設備即可按預設路徑自主完成列印。

除聲帶修復外，該設備還有更廣闊的應用前景。經進一步優化和測試之後，該機械臂還可搭載手術刀、鑷子等工具，在狹小空間內執行更精准的外科操作。這種“一機多用”的設計，為微創手術帶來更多可能。

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