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光敏树脂加药物,科学家3D打印防止耳朵发炎的助听器

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光敏树脂加药物,科学家3D打印防止耳朵发炎的助听器

作者:
发布时间:
2020/11/07
【摘要】:
2020年11月5日,南极熊获悉,伦敦大学学院(UCL)的研究人员3D打印出了抗菌助听器,这种助听器可以防止长期使用耳机导致的耳部感染。

2020年11月5日,南极熊获悉,伦敦大学学院(UCL)的研究人员3D打印出了抗菌助听器,这种助听器可以防止长期使用耳机导致的耳部感染。

通过数字光处理(DLP)方法制造的助听器,装载了两种抗生素:环丙沙星和氟西诺龙,并由ENG 硬树脂和柔性树脂两种聚合物树脂制造。这项研究展示了光固化3D打印技术在制造具有抗菌性能的医疗设备方面的潜力。

根据比利时软件和3D打印服务提供商Materialise的数据,目前全球约99%的定制助听器都是通过3D打印制造的。

除了Materialise之外,EnvisionTEC、Formlabs和Sonova等全球制造商也已经在3D打印助听器和定制耳塞方面做了多年。

2017年,EnvisionTEC宣布与3D扫描和软件公司3Shape建立新的合作关系,继续提供3D打印的入耳式设备;而在CES 2018上,Formlabs也与3Shape合作,展示了其Form 2 3D打印机和3Shape的Phoenix入耳式扫描仪的综合能力,以制造定制化耳塞。

在2000年初开始使用3D打印机制造助听器后,Sonova及附属品牌Phonak每年生产数十万台定制助听器。2017年,公司利用粉末床融合(PBF)金属增材制造技术生产了首款钛合金3D打印助听器Virto B-Titanium。

澳大利亚听力公司Blamey Saunders Hears推出了一款 "世界首创 "的3D打印模块化、可自wwwdafa0234装配的助听器,并采用智能手机控制。项目的主要目的是消除与听力损失相关的社会耻辱,Extel Technologies、墨尔本RMIT大学和斯威本大学也参与其中。

长期使用助听器会改变耳道微生物群,增加真菌和细菌感染的风险。据UCL研究人员介绍,用局部抗生素治疗耳部感染远比单纯的耳部清洁有效,然而具有抗生物膜特性的助听器还没有被真正开发出来。

因此,科学家们开始着手采用DLP 3D打印技术,为耳部感染患者制造载药助听器。如果成功,这种新型的药物-设备组合可以帮助避免因感染而停用助听器。药物组合物选择了环丙沙星和氟西诺酮丙酮,因为它们通常用于治疗耳部感染。

树脂溶液的制备方式是:将柔性树脂和ENG硬树脂与12%环丙沙星和0.5%氟西诺酮丙酮混合。

然后将所得的树脂溶液装入Kudo3D Titan 2 HR 3D打印机中,然后使用相应的3D模型数据打印助听器,模型数据是从两名志愿者的右耳中采集的。打印完成后,将助听器用异丙醇清洗,并在60℃的紫外可见光下固化一小时。

在测试过程中,载药助听器表现出高效的抗生物膜活性,完全抑制了设备表面细菌的生长。另外,DLP 3D打印的载药盘可持续释放环丙沙星和氟西诺酮丙酮7天以上,此后继续释放的速度要慢得多。耳朵的炎症,一般需要一到两周的药物治疗,这表明研究人员的药物加载装置将在所需时间段内提供有效的治疗。

(A)助听器的3D扫描数据;使用(B)ENG硬树脂和(C)柔性树脂的DLP 3D打印助听器,图片来自ScienceDirect

通过这项研究,UCL的研究人员成功地证明了,将治疗耳部感染的滴耳液药物融入DLP 3D打印助听器的能力,以预防和治疗生物膜相关感染。

DLP工艺使得助听器能够进行个性化定制,以符合患者的耳朵解剖结构。与模塑等其他制造方法相比,DLP 3D打印在生产量较少的情况下具有成本效益,避免了制作模具所额外需要的机械、材料和人工成本。

科学家们现在正试图研究DLP 3D打印与人工耳蜗结合的可行性,这项研究也可以扩展到用各种不同的设备,以治疗其他疾病,实现更高水平的个性化治疗。

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