Carbon生物降解材料：3D打印植入式医疗设备的新机遇

医生经常会遇到将设备留在患者体内以支持康复或在，某些情况下重组解剖结构的困境。如果将其永久性植入，则这些设备会触发慢性炎症反应，应力屏蔽以及其他，长期的不良后果，需要第二次干预才能移除。

从外科手术网片到软组织，修复和治疗性输送，理想的设备将执行其，所需的功能，然后在适当的时间简单地溶解以减少其，侵入性手术的风险。传统的生物降解材料

传统的天然生物可吸收材料包括自体移植，同种异体移植和异种移植。自体移植物的可用性受到限制，同种异体移植物和异种，移植物都存在异物反应/炎症的风险以及对全身免疫，抑制的要求。传统的合成生物降解聚合物是刚性的，半结晶热塑性塑料，通过熔融加工，注塑或熔融制成医疗设备。这些材料要实现柔韧性通常需要用，聚酯纤维制成织物。

尽管基于此类材料的生物可，吸收产品可显着改善患者的健康状况，但医疗器械应用的广度受到可用材料，范围和它们提供的机械响应的限制。


图1：Carbon弹性生物降解聚合物的新家族

软件驱动设计

借助Carbon软件，可运用计算设计晶格，以调节机械力并，增强设备的运输性能。结合并控制材料特性和结构，为研究和设计可生物，吸收的可植入设备开辟了新途径。结合材料+设计

以下示例说明了将Carbon DLS技术，新型carbon生物降解弹性体以及软件驱动的设计，相结合而制造出的新颖医学疗法和产品的许多新机遇（图2）。


图2：3D打印Carbon生物降解材料的广泛潜在应用心脏修补网状织物–利用Carbon DLS技术创建生物降解，弹性和多孔结构的能力，为心脏修补网状织物，开辟了新的可能性。制造固有的非平面结构可以帮助外科医生将网孔，放置在相关的手术部位，同时最大程度地减少，手术室对网孔的操纵。确保网片在临床相关，的时间内保持原位，控制网片的机械性能可以帮助改善，患者的预后。周围神经导管–周围神经的外伤可，导致感觉或活动度下降。传统的修复方法包括在由各种，生物材料制成的“袖带”中逼近被切断神经的末端，这些生物材料包括，不可降解的弹性体，胶原产品，xenography肠粘膜和可生物，吸收的聚酯。使用Carbon DLS技术和生物降解弹性体，现在可以制造管状弹性体晶格，该晶格能够以适度的压缩力固定，切断的神经末端，同时允许营养和细胞因子的运输，从而加快神经的愈合。软组织修复导管–肌腱撕裂的愈合通常由于这些组织中缺乏，脉管系统而受阻。Carbon dls技术可制造具有，受控机械方向性的贴片，从而在适当的方向上具有灵活性，同时在需要时增加强度。此外，可以将信号分子注入材料中，以帮助募集细胞，以支持愈合过程以及随着，材料吸收而恢复腱机械强度。可植入设备的口袋–植入有源医疗设备（例如，起搏器，除颤器，神经刺激器）可能会带来感染挑战。通过使用Carbon dls技术和注入或涂，有抗生素的可生物吸收的聚合物，可以制造定制形状的弹性袋，以便在植入时安装，甚至与植入物包装在一起。下腔静脉（IVC）过滤器–对于有肺栓塞风险的患者，ivc过滤器通常用于捕获下肢，抛出的血块并防止其进入肺部。尽管经常使用可回收，金属过滤器，但拆卸过程中存在风险。考虑到Carbon dls技术提供的数字化，设计可能性，可以制造专用的生物可吸收“保险丝”，以在预定时间后将过滤器，转换为支架。放射治疗垫片–接受手术切除肿瘤的，患者随后可能需要进行放射治疗，以管理手术部位周围残留，的癌组织。在手术过程中，放置多孔的，弹性的，可生物吸收的格子可以使，肿瘤部位与周围的敏感组织物理隔离。止血装置/耳道包装-耳鼻喉外科（ENT）程序通常需要“包装”材料以在愈合过程中保持气道，的形状和完整性。carbon弹性生物可吸收，聚合物可以压缩以进行输送，并膨胀以填充所需的空间，从而实现愈合并消除了用于去除的，第二步骤的需要。药物输送应用–内部涂有或携带治疗剂的弹性生物可，吸收材料可以使用微创程序将治疗剂放置在狭窄的空间中。carbon预计将应用包括长期，递送抗炎药，缓解慢性疼痛，化学疗法，生殖疗法或可在无需拆除递送，系统的情况下促进组织生长的疗法。

总体而言，新的carbon生物降解聚合物家族与数字化，设计能力相结合，为新型设备的应用，提供了许多机会，这些设备可以通过（i）消除对二次外科手术的需要，来降低患者的总体成本和风险，从而改善人体健康以及通过减少手术室，等待的时间，以及（ii）加快救生设备的上市时间。我们很高兴看到carbon医疗器械合作伙伴如何利用，这种材料为可植入设备和疗法绘制新的方向。利用功能齐全的生物材料作为建筑砌块

Carbon的目标是使其新型可生物吸收的弹性体可用于创建许多新颖的设备来改善健康状况。为了促进通往临床和，市场的直接途径，carbon使用了表征良好的当前合成生物可，吸收聚酯构建材料，这些合成聚酯通常基于乳酸，乙醇酸和环状单体（例如己内酯）的聚酯。通过这种方法，carbon已经证明了其新材料，的生物相容性，并通过了细胞毒性，刺激性，致敏性，急性全身毒性，遗传毒性和伽马后灭菌测试。

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