美國科學家利用綿羊細胞與3D打印機培育仿生耳(組圖)

Daphane

來源: 新浪科技

美國馬薩諸塞州的科學家利用3D打印機和綿羊軟骨細胞培育的人造仿生耳，外形和功能均與真正的耳朵類似

馬薩諸塞州的研究人員在一名整形外科醫生的幫助下設計耳朵的3D模型，而後往模型內註入牛膠原蛋白，模型最後被植入老鼠皮膚下方。在此之後，研究人員從綿羊身上獲取軟骨細胞並註入模型，取代牛膠原蛋白。人造耳內裝有線路，用於保持耳朵的外形

耳朵模型內的軟骨發育成熟後，研究人員對耳朵進行一系列壓力測試，分析它們的彈性。這種人造耳被一層皮膚覆蓋，以提高逼真度。

北京時間8月2日消息，據國外媒體報道，美國馬薩諸塞州的科學家利用3D打印機和綿羊細胞培育出人造仿生耳，功能與真正的耳朵類似。這個人造器官由整形外科醫生設計，盡可能讓外形接近真耳。隨後，科學家從綿羊身上獲取所需的軟骨細胞並進行培育，而後註入實驗室老鼠皮膚下使用3D打印機打印的定制耳朵模型。這種人造耳裝有線路，用於支撐它們的形狀，使其能夠像人耳一樣柔軟可彎曲。

目前，科學家正準備對這種人造仿生耳進行臨床測試，希望測試成功後能夠應用於移植手術。由於這項技術可以進行定制，科學家能夠根據患者的具體情況為他們定制仿生耳。此外，整個過程的耗時也比較短。

人造仿生耳由馬薩諸塞州總醫院的托馬斯-賽文特斯和同事培育。首先，他們在一名面部整形外科醫生的幫助下設計一個3D數字模型，確保耳朵的外形和比例符合要求。隨後，他們使用3D打印機打印出這個模型。模型沿著外部輪廓被分開，形成兩只耳朵。科學家打印時使用一種名為“聚二甲硅氧烷”的硅化合物。

這些模型隨後被註入牛膠原蛋白，模型最後被植入老鼠皮膚下方。牛膠原蛋白是一種天然形成的蛋白，能夠賦予皮膚彈性和強度。隨後，研究人員從綿羊身上獲取軟骨細胞。這些細胞隨後被註入實驗室老鼠皮膚下的耳朵模型。3個月後，軟骨細胞發育成足夠的軟骨，取代模型內的牛膠原蛋白。研究人員表示這種人造耳的曲線和線條擁有足夠的精確度，上面還覆蓋著一層皮膚。

賽文特斯說：“這種人造耳具有很高的耐用性。這種人造耳與人耳類似，但如果不植入線路，耳朵將變得扁平和扭曲。兩只耳朵的表面都呈白色，與軟骨一樣泛光。植入的線路能夠大幅改善耳朵的尺寸和外形。如果不植入線路，耳朵的外形很難讓人滿意。這種仿生耳柔軟可彎曲。”

這一研究小組曾利用耳朵外形膠原質模型內的軟骨細胞在老鼠身上進行一項概念驗證研究，不過當時只在2D條件下進行分析。研究人員指出：“當前研發的技術用於進行臨床測試。我們需要按比例放大並對支架的主要特徵進行重新設計，使人造耳的尺寸和外形與成年人的耳朵相匹配，並且能夠在植入之後保持美觀。我們同樣採取了大量嚴格的方法對植入後耳朵幾何外形的逼真度進行分析。對外形的這種定量分析有助於改善人造耳外形的逼真度。”

每年有數千名嬰兒天生患有小耳症，外耳沒有完全發育。很多人雖然有完整的內耳，但因外耳結構存在缺陷造成聽力障礙。研究發現刊登在《皇家學會界面雜志》上