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科技工作者之家 2020-09-14
来源:高分子科学前沿
3D血管复制品可以用作训练平台,以真实模拟血管内介入,是心脑血管疾病的首选治疗方法。弹性体和水凝胶的互补优势的多层3D血管复制品具有优异的性能,但是存在制备等难题,即难以仅在由弹性体单层组成的曲折3D血管复制品的内表面上均匀地涂覆薄的水凝胶层。
最近,韩国浦项科技大学机械工程系Joonwon Kim教授提出了一种有效的策略,通过仅在弹性体单层的内表面涂覆具有坚固界面的水凝胶聚合物,来设计和生产由弹性体(聚二甲基硅氧烷)-水凝胶(丙烯酰胺)多层构成的高保真3D血管复制品。薄的水凝胶层可赋予柔软的表面弹性,润滑性,且对高弹性体单层橡胶的超憎水性,仅使用去离子水作为循环液,而无需使用其他润滑剂。由于弹性体和水凝胶的互补特性,多层3D血管复制品有助于控制医疗设备和流体的内部循环,从而除了X射线血管造影外,还可以在光学图像下进行逼真的血管内介入模拟。该论文以“3D Vascular Replicas Composed of Elastomer–Hydrogel Skin Multilayers for Simulation of Endovascular Intervention”为题,发表在Advanced Functional Materials。
如图1a所示,一种有效的策略来设计和制造弹性体-水凝胶皮肤多层体组成的3D血管复制品,该多层体模仿了血管的几何形状和特性。水凝胶预凝胶溶液(丙烯酰胺)在紫外光下聚合,而只接触由含有疏水性光固化引发剂的有机溶剂处理的曲折3D血管复制品(聚二甲基硅氧烷)的内表面,可以形成具有坚固界面的水凝胶皮肤。测试证实,即使仅使用去离子水作为循环液,而无需使用其他润滑剂,多层3D血管复制品仍具有较高的体积弹性,柔软的表面弹性,润滑性和超疏水性(图1b)。图1 由弹性体-水凝胶皮肤多层构成的3D血管复制品:a)概念和b)应用(例如线圈栓塞)的示意图线圈栓塞术是一种血管内介入技术,是一种将微导管置于脑动脉瘤内的程序,然后将其填充通过微导管传递的线圈。对线圈栓塞的模拟是在配备有水凝胶皮肤涂层3D血管复制品的人体模型上进行的,该复制品包括脑动脉,颈动脉,主动脉,动脉和股动脉。3D血管复制品上模拟测试结果表明,水凝胶皮肤涂覆的3D血管复制品被证明是通过血管内模拟和光学图像进行手眼协调的合理训练平台。图2 在光学图像下模拟血管内干预:在水凝胶皮肤包裹的3D血管复制物中,直径7mm的球形脑动脉瘤a)位于后交通动脉(PcomA),b)位于大脑中动脉(MCA)来源:Polymer-science 高分子科学前沿
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NjM5NzA5OA==&mid=2651749227&idx=6&sn=79621f2aa38bcd24a11bcf9bdc9677e0&chksm=8b4a692ebc3de03807539283c5f85c23d1e1b8b9463392cc2486eca5aaa4b277314cfc9bc433#rd
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