2022年11月3日，哈尔滨工业大学冷劲松课题组与哈尔滨医科大学附属第二医院原慧萍教授团队合作在《Biomaterials》上发表了题为4D printed orbital stent for the treatment of enophthalmic invagination（4D打印眼眶支架治疗眼内陷）的文章，该研究通过4D打印形状记忆聚氨酯复合材料制作了一个CT可展开眼眶支架，用于眼疾治疗。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121886
文章简介
目前用于眼内陷的植入物存在精确填充困难、填充能力弱、手术创面大、CT显影不足等缺点。该研究通过4D打印形状记忆聚氨酯复合材料制作了一个CT可展开眼眶支架，用于眼病治疗。纳米金纳米颗粒和纳米羟基磷灰石的掺入使复合材料具有良好的CT显影性能。基于仿生思想和CT重建技术，设计了一种具有仿生蜂窝状孔结构、外轮廓与眼眶缺损相匹配的4D打印眼眶支架，以更准确、稳定地支撑眼眶组织。与两种商业眼眶植入物相比，兔4D打印眼眶支架植入前后的CT图像显示出更好的容量填充能力。3个月的随访显示，术后效果良好，证明复合材料在精准微创治疗眼窝内陷方面优于传统的眶内植入物。
研究背景
研究内容解读
图1实验原理图和材料表征。(A)眼部示意图。(B)眼眶支架植入前后治疗内视的示意图。(C)制备AHP复合材料示意图。(D) AHP、AP、HP、PU的DSC曲线。(E) AHP、AP、HP、PU和碘hexol显影剂的真实照片、CT图像和灰度值图谱。
图2设计仿生孔隙结构的过程。
图3 AHP支架外轮廓设计过程。(A)用于CT扫描的健康公兔，体重约3公斤。(B)兔头横断面CT图像，眶上壁与眼球之间有楔形空腔。(C) 3-Matic软件重建眶骨三维模型，眶壁上轮廓带高亮标记。(D) AHP支架的外轮廓。(E) AHP支架模型和4D打印AHP支架模型。(F) AHP支架植入前后眶上壁与眼球之间的压力强度。(G)在37°C下，AHP复合材料在2、2.5、3和3.5 MPa压缩载荷下的蠕变曲线。(H)在ABAQUS软件中模拟AHP支架植入后24 H的受力情况。
图5 AHP支架在体外和体内的形状恢复行为。(A) AHP支架在44°C水中的形状恢复过程。(B)实验兔眶上壁与眼球间AHP支架植入过程。(C)兔眼眶内生理盐水(44 ℃)刺激下AHP支架的形状恢复过程。
图6与商业植入物相比，AHP的眼窝体积变化。(A)未植入物的眶内区CT切片，植入恢复AHP支架、压缩AHP支架、Medpor和Abs-plate后的CT切片。(B) AHP支架通过形状恢复、压缩AHP支架、Medpor和Abs-plate植入引起的眶体积增加。(C)低倍镜显示被压缩的AHP支架、上眶壁和地球仪的位置，高倍镜显示绿色线框中的软组织。(D)低倍镜显示恢复的AHP支架、上眶壁和地球仪的位置，高倍镜显示绿色线框中的软组织。
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