引領趨勢

心臟瓣膜疾病是心血管疾病的第三大誘因，而心血管疾病更是全球的頭號死因。如果修復瓣膜已不可行，依照目前的醫療處置，將會為患者植入人工瓣膜。然而，人工瓣膜通常都有使用年限，因此患者無可避免地必須接受多次手術；此外，現有的機械和生物心臟瓣膜無法重塑、也無法隨兒童成長而變化，患者更是需要頻繁更換新瓣膜以因應成長趨勢。

為了尋找更好的再生醫療材料，慕尼黑工業大學和西澳大利亞大學的研究團隊使用了一種稱為「熔融電寫」(melt electrowriting, MEW) 的 3D 列印技術來製造具有生物結構異質性的心臟瓣膜植入物，甚至可能具有與病患一起成長的能力！該研究日前已表在《先進功能材料》(Advanced Functional Materials) 期刊中。

與傳統的 3D 列印不同，MEW 結合了外加電場、溫度和壓力，以創造出帶電的熔融聚合物，這使研究人員能夠以極高的精準度、在預定的模式中逐漸堆積直徑只有 5~50 微米的細纖維、模仿在軟組織中的結構成分方向，因此 MEW 技術非常適用於組織工程。

Mela 教授的團隊使用醫用級聚己內酯 (PCL，此材料與細胞相容且可生物降解) 列印出心臟瓣膜中的各種組織結構，然後與微孔水凝膠支架相結合，整個成品的結構完整性不但足以承受苛刻的心血管負荷，還能保有足夠的多孔性，使患者自己的細胞能夠在支架上定植並生長，在 PCL 支架降解之前，這些細胞可能就可以形成新的組織。其後，研究人員在一個模擬生理血壓和流量的模擬循環系統，讓人工瓣膜承受與天然瓣膜相同的壓力和流速，結果顯示這些人工瓣膜具有優異的性能、滿足了瓣膜移植的標準。

不過，研究人員表示，在應用於臨床之前，還須於臨床前動物模型中進行測試，以優化移植方法、分析人工瓣膜可能引發的生物反應，以及在大型動物中長時間的血液動力學功能等。而未來，透過精確的 MEW 技術以及一個可定制的平臺，甚至可以進一步擴展到其他軟組織工程應用，為再生醫學增添一大助力。

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資料來源：Advanced Science News、慕尼黑工業大學