根据患者个体特征定制的颅内动脉瘤细胞培养模型的增材制造

《Advanced Materials Technologies》:Additive Manufacturing of Patient-Specific Intracranial Aneurysm Cell Culture Models

【字体: 时间:2026年04月15日 来源:Advanced Materials Technologies 6.2

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   摘要 颅内动脉瘤(intracranial aneurysms, IAs)影响着2%至6%的人口,其破裂会导致30%至50%的死亡率以及幸存者的终身残疾。由于对IA破裂机制的理解有限,阻碍了有效治疗指

  

摘要

颅内动脉瘤(intracranial aneurysms, IAs)影响着2%至6%的人口,其破裂会导致30%至50%的死亡率以及幸存者的终身残疾。由于对IA破裂机制的理解有限,阻碍了有效治疗指南的制定。本研究探讨了使用增材制造技术来制备患者特定的IA培养模型,以便在体外研究IA的病理生理学。研究了几种3D打印树脂(聚二甲基硅氧烷PDMS和胶原凝胶)与永生化人脑内皮细胞(human brain endothelial cells, HBECs)之间的材料相容性。探索了三种制造方法:数字光刻(DLP)技术,利用PDMS作为基材制作可溶性的牺牲核心;巧克力注塑成型技术,同样使用PDMS作为基材制作牺牲核心;以及立体光刻3D打印技术。这些模型经过细胞接种后,分析了它们的几何精度和扩张性能。PDMS、胶原凝胶和elastic50A树脂均能保持95%以上的细胞存活率,并促进细胞持续增殖。所有三种方法制备的基底动脉IA模型的Dice-S?rensen系数均超过90%。然而,仅有PDMS模型能够在三维结构中实现细胞的完全覆盖。可调节的壁厚使得模型在受压时能够发生局部扩张,从而模拟出薄壁和厚壁动脉瘤的情况。通过DLP或巧克力注塑成型技术将PDMS制成动脉瘤形状的模型,可以获得高保真度的模型,适用于细胞培养研究,有助于进一步探讨流体剪切力和机械应变在IA破裂中的作用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究支持的MRI数据可在Royal Brisbane_TOFMRA_Intracranial Aneurysm_Database数据库中公开获取,地址为:https://openneuro.org/datasets/ds005096/versions/1.0.3(参考编号:[69)。实验数据也可根据合理请求向作者处索取。

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