浙江省人民医院吴溯帆、浙江大学贺永团队 | 生物3D打印在乳房重建中的探索

来源：生物设计与制造BDM

乳腺癌是全球女性中最常见的癌症，占所有女性癌症的三分之一。大部分女性选择了全乳房切除手术治疗，这种方式可能会让她们产生焦虑和抑郁，而乳房重建则可以改善乳房缺失女性的心理、身体和性健康。目前，乳房切除术后乳房重建的主要方式是自体脂肪填充和假体再造。其中，自体脂肪填充需要大量的脂肪，以及它的流动性较大导致乳房塑形相对困难，这需要外科医生丰富的经验才能做到。而另一种乳房重建的方法就是假体再造，假体较自体脂肪具有更好的塑形能力以及可定制化，但这种方式对生物材料的依赖性较大。本研究提供了一种生物相容性良好的生物墨水组合（PEGDA&F127DA），使用投影式生物3D打印工艺制造出多孔的假体。该假体表现出类似自然乳房的模量以及良好的生物相容性。同时将植入了SVF-gel的假体植入到裸鼠体内的观察结果发现，该方法运用了自体脂肪和假体的优势，达到了乳房重建的效果。相信在不久的将来，这种结合假体再造和自体脂肪填充的方式将在乳房重建中有较好的应用场景。

图1 假体再造与自体脂肪填充相结合应用于乳房重建示意图

图2 F127DA合成工艺。(a) F127丙烯酰化得到具有光固化能力的F127DA；(b) F127和F127DA的核磁氢谱图。(c） F127DA固化后压缩、弯曲、打结；(d) F127DA加入PEGDA后打印复杂模型

图3 流变学特性。(a,b) 15% F127DA和加不同浓度PEGDA在4 ℃和25 ℃下的黏度，以及水和蜂蜜相应温度下的黏度(c) 4 ℃至40 ℃升温过程中，加入不同浓度PEGDA对凝胶点的影响；(d) 固化流变测试：前30 s内关闭光源，30 s时打开18 mW的405 nm光源

图4 打印。(a) 该生物墨水在固化前后下的状态；(b) 对于不同透光材料的光机投影图。用显微镜观察光玻璃和毛玻璃在焦平面的投影，光玻璃的精度200 μm左右，毛玻璃在300 μm左右；(c) 加入PEGDA对打印精度的影响

图5 生物相容性。(a) 活/死染色定性观察不同材料组分对HUVEC细胞的影响；(b) cck8实验显示了加入不同浓度PEGDA对细胞增殖细胞毒性；(c) 用ImageJ定量计数活死细胞量

图6 体内外实验。(a) 压缩模量。对加入不同浓度PEGDA对其压缩模量的影响；(b) 体外溶胀实验；(c) 体内降解：分别测量不同时间点取出小长方体的体积大小以及重量的变化；(d) HE染色观察Day14和Day28天取出假体内脂肪的情况