一种与腹壁(肌肉·筋膜·皮肤)特性相似的疝气手术网片已被开发出来。该网片依据腹壁特性进行设计,并采用可随患者体温改变形态的材料,对预防疝气复发具有效果。
延世大学医学院医学工学教室的 Sung Hakjun 教授、Ha Hyunsoo 讲师、Lee Chanhee 研究员和世福兰斯医院整形外科的 Lee Dongwon 教授研究团队于14日表示,他们研制出一种能够反映真实腹壁运动性,并可根据疝气发生部位自动改变自身形态的手术网片。
疝气是由于肥胖、妊娠、剧烈运动等原因导致腹部承受高压,使脏器从腹壁外突出而发生的疾病。一旦发生疝气,就会使用称为网片(mesh)的网状材料,对突出的腹壁进行阻挡和修补手术。
腹壁在持续承受腹压的同时不断收缩和舒张,与横向相比,纵向运动更加灵活。以往的网片不仅难以反映腹壁的这些特性,也难以根据疝气发生的具体部位改变自身形态。而且传统网片仅被制成坚硬结构,难以跟上腹壁的实际运动,因此复发风险较高。
为克服网片的这些局限,研究团队开发了既符合腹壁特性设计、又可随患者体温改变形态的材料。
首先,研究团队利用有限元分析这一在多种物理条件下预测物体行为的计算机仿真技术,对腹壁运动进行分析,从而提出新的网片设计和图案。与各个方向都很坚硬的传统网片不同,新网片在腹壁主要运动的纵向方向上具有柔韧性,而在其他方向则具备足够支撑力。
研究团队还应用了一种可根据不同患者腹壁结构自动改变形态的材料技术。通过组合适用于人体的高分子材料,使其能够吸收周围热量并改变形态。该材料在施加比体温略高的温水时,会根据腹壁形状改变自身形状。
研究团队在诱发疝气的大鼠模型中验证了该人工网片的功效。与传统网片相比,新开发的网片可促进肌成纤维细胞分化,使胶原蛋白等腹壁构成物质的再生率提高6倍以上。已有研究认为,在腹壁构成成分中,Ⅰ型胶原蛋白比例越高,疝气复发越少。本次开发的网片将Ⅰ型胶原蛋白比例提高了2倍以上,诱导腹壁成熟再生,同时也显示出预防疝气复发的效果。
Sung Hakjun 教授表示:“近期,利用医疗仿真技术开发患者定制型医疗器械备受关注。本研究通过融合精密材料工程与设计技术,证明了此类医疗器械开发的可行性。”本研究结果已发表在国际学术期刊《Small》(影响因子15.153)上。
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