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近日，蘭州大學第二醫院副教授周棟團隊和中國科學院蘭州化物所研究員張耀明團隊共同完成的研究成果《基于聚癸二酸甘油酯丙烯酸酯-甲基丙烯酸羥乙酯(PGSA-HEMA)共聚物4D打印形狀記憶下腔靜脈濾器》在《材料與設計》上發表。該研究成果為靜脈血栓栓塞癥的血管腔內治療提供了新思路，也推動了新型血管腔內移植物的研發。
4D打印形狀記憶下腔靜脈濾器微創治療PE的設計示意圖 課題組供圖
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數字光處理批量定制形狀記憶下腔靜脈濾器 課題組供圖
下腔靜脈濾器作為一種可預防致命性肺栓塞的血管內植入裝置，長期留置體內會導致一系列嚴重并發癥。本研究基于4D打印技術，以生物可降解形狀記憶聚合物為材料，設計研發一種新型可變形、可降解、可轉換的下腔靜脈濾器，以實現生物可降解形狀記憶聚合物在生物醫學領域的適用性。
研究通過將生物相容性良好和可降解的聚癸二酸甘油酯（PGS）與甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）結合得到了新型生物可降解形狀記憶聚合物，PGSA和PHEMA共混物的光交聯允許其適配于數字光處理打印模式以快速批量化個性定制各種精細結構。通過調節PGSA/PHEMA的比例可提高生物可降解形狀記憶聚合物的力學性能以及形狀記憶性能，并且其轉變溫度可調節為37.8°C以適合人體溫度。同時，PGSA-PHEMA表現出優異的細胞相容性、對血小板粘附的抵抗力和低溶血率<1%。
該研究探索了數字光處理打印下腔靜脈濾器的臨床可行性。形狀記憶下腔靜脈濾器可通過輸送鞘管進行微創部署，并在溫水刺激下恢復到初始設計的過濾器形狀，完全捕獲直徑5毫米以上的血栓。此外，生物降解的結果表明，數字光處理在降解的同時，可以在體內執行至少12周的移植物功能。
據悉，該論文是蘭大二院團隊和中國科學院蘭州化學物理研究所合作進行的材料學和臨床醫學交叉領域的成果，基于4D打印和形狀記憶聚合物研發新型血管腔內移植物，為血管腔內治療開辟了新前景。