การบูรณาการและนวัตกรรมของวัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้และเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้:วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้คือวัสดุโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพประเภทหนึ่ง ซึ่งสามารถย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติเป็นโมเลกุลขนาดเล็กในสิ่งแวดล้อมตามธรรมชาติหรือผ่านการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ของสิ่งมีชีวิต และในที่สุดก็จะถูกดูดซึมโดยสิ่งมีชีวิตหรือขับออกจากร่างกาย วัสดุประเภทนี้มีแนวโน้มการใช้งานอย่างกว้างขวางในสาขาการแพทย์เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ความสามารถในการย่อยสลาย และประสิทธิภาพในการประมวลผลที่ดี

วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ทั่วไป:ซึ่งรวมถึงกรดโพลีแลกติก (พีแอลเอ) กรดโพลีไกลโคลิก (พีจีเอ) โพลีε-คาโปรแลกโทน (บมจ.) โพลีไตรเมทิลคาร์บอเนต (พีทีเอ็มซี) โพลีปไดไซโคลเฮกซาโนน (พีพีดีโอ) และอื่นๆ วงจรการย่อยสลาย คุณสมบัติเชิงกล และความชอบน้ำของวัสดุเหล่านี้สามารถควบคุมได้ด้วยอัตราส่วนโมโนเมอร์และวิธีการโคพอลิเมอไรเซชันที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการทางการแพทย์ที่แตกต่างกัน วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ซึ่งรวมกับเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการปรับแต่งทางการแพทย์ส่วนบุคคล สามารถผลิตชิ้นส่วนทางการแพทย์ที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำซึ่งตอบสนองความต้องการของผู้ป่วย แนวทางการผ่าตัด ฯลฯ เพื่อให้ได้ยาที่แม่นยำในเวลาเดียวกัน วัสดุสามารถดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้หลังจากเสร็จสิ้นงาน ลดความเสี่ยงของการผ่าตัดซ้ำ และส่งเสริมการฟื้นฟูผู้ป่วย

ประการแรก การปรับแต่งวัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์

การใช้งานเฉพาะบุคคล

1. อัตราส่วนโมโนเมอร์และวิธีการโคพอลิเมอไรเซชัน:

การปรับอัตราส่วนโมโนเมอร์และโหมดโคพอลิเมอไรเซชันของวัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ สามารถควบคุมระยะเวลาการย่อยสลาย คุณสมบัติเชิงกล และคุณสมบัติชอบน้ำของวัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น โคพอลิเมอร์ บมจ. ของกรดโพลีแลกติก (พีแอลเอ) และโพลε-คาโปรแลกโทน (บมจ.) สามารถควบคุมอัตราการสลายตัวและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุได้โดยการเปลี่ยนอัตราส่วนของ พีแอลเอ และ บมจ.

2. การออกแบบโครงสร้างโซ่โมเลกุล: 

การออกแบบโครงสร้างโซ่โมเลกุลของพอลิเมอร์ เช่น ขนาดน้ำหนักโมเลกุลและความกว้างของการกระจาย การปรับเปลี่ยนปลาย การบล็อก การแตกกิ่ง การเชื่อมขวาง การแตกกิ่งมากเกินไป ฯลฯ สามารถควบคุมคุณสมบัติของวัสดุเพิ่มเติมได้ ตัวอย่างเช่น ความแข็งแกร่งและความเหนียวของกรดโพลีแลกติกสามารถปรับปรุงได้โดยการนำส่วนของโซ่เหนียวมาใช้หรือสร้างเครือข่ายที่เชื่อมขวางกัน

3. การควบคุมโครงสร้างรวม: 

การควบคุมโครงสร้างการรวมตัวของพอลิเมอร์ เช่น การวางแนวและการตกผลึก จะทำให้สามารถควบคุมวงจรการย่อยสลายและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุได้ ตัวอย่างเช่น การเสริมแรงเชิงกลสามารถทำได้โดยการเหนี่ยวนำให้ พีแอลเอ ก่อตัวเป็นผลึกเส้นใยผ่านการวางแนวแบบร่าง สามารถควบคุมวงจรการย่อยสลายของวัสดุ พีแอลเอ ได้โดยการปรับความเป็นผลึกของวัสดุ พีแอลเอ ด้วยตัวแทนสร้างนิวเคลียส

4. การออกแบบแบบผสมผสาน: 

โครงสร้างพื้นผิวของระบบที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถออกแบบได้โดยการผสมผสานและวิธีการอื่นเพื่อควบคุมประสิทธิภาพของวัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ความแข็งแรงเชิงกลและกิจกรรมทางชีวภาพของวัสดุผสมโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้สามารถปรับปรุงได้โดยการผสมผสานนาโนวัสดุอนินทรีย์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ด้วยการผสมผสานวัสดุที่พัฒนาได้ วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่พัฒนาได้จึงสามารถสร้างเอฟเฟกต์ที่พัฒนาได้

ตัวอย่างการใช้งานแบบเฉพาะบุคคล

1. วิศวกรรมเนื้อเยื่อและการแพทย์ฟื้นฟู: 

วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้สามารถใช้ในการเตรียมสเตนต์เนื้อเยื่อที่พิมพ์แบบ 3 มิติ ซึ่งสามารถปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของผู้ป่วยได้ ตัวอย่างเช่น การปรับอัตราการย่อยสลายและคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุจะช่วยให้เตรียมนั่งร้านให้ตรงกับเนื้อเยื่อของผู้ป่วยได้ จึงส่งเสริมการสร้างและซ่อมแซมเนื้อเยื่อ

2. โรคเอดส์ทางศัลยกรรม: 

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสามารถผลิตอุปกรณ์ช่วยผ่าตัดได้ เช่น ไกด์ผ่าตัด โมเดลผ่าตัด เป็นต้น เครื่องมือเหล่านี้สามารถช่วยให้แพทย์จำลองและวางแผนก่อนการผ่าตัดได้ ทำให้การผ่าตัดมีความแม่นยำและปลอดภัยมากขึ้น

3. อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ย่อยสลายได้: 

อุปกรณ์เหล่านี้ เช่น สเตนต์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ สามารถย่อยสลายได้ทีละน้อยหลังจากฝังในร่างกาย ช่วยหลีกเลี่ยงความเสี่ยงในระยะยาวที่อาจเกิดขึ้นจากสเตนต์โลหะแบบดั้งเดิม ขณะเดียวกัน การออกแบบสเตนต์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเฉพาะบุคคลสามารถปรับให้เข้ากับโครงสร้างหลอดเลือดของผู้ป่วยได้ดีขึ้นและปรับปรุงผลการรักษา

บมจ., พีแอลเอ และ บมจ. มีลักษณะเฉพาะของตัวเองในด้านวัสดุทางการแพทย์ บมจ. มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี การย่อยสลายที่ควบคุมได้ และคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตาม อัตราการย่อยสลายค่อนข้างช้าและความแข็งแรงค่อนข้างต่ำ พีแอลเอ ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ ประสิทธิภาพการประมวลผลดี และความแข็งแรงเชิงกลสูง แต่ความเปราะบางนั้นมาก อัตราการย่อยสลายอาจเร็วเกินไป

บมจ. ผสมผสานความเหนียวของ บมจ. กับความแข็งแกร่งของ พีแอลเอ มีวงจรการย่อยสลายที่ควบคุมได้ มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม และเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี เหมาะสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อต่างๆ เช่น การซ่อมแซมกระดูกอ่อน เส้นประสาท สเตนต์หลอดเลือด และการซ่อมแซมกระดูก การนำเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมแต่งของ บมจ. มาใช้ในงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อมีข้อดีและศักยภาพที่สำคัญ

ประการที่สอง การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเติม บมจ. ในวิศวกรรมเนื้อเยื่อ

1. สเตนต์หลอดลมภายนอก: 

วัสดุ บมจ. ที่มีฟังก์ชั่นจดจำรูปร่างใช้สำหรับเตรียมสเตนต์หลอดลมภายนอกที่มีรูปร่างและขนาดเฉพาะตัวโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ สเตนต์สามารถกลับคืนสู่รูปร่างที่กำหนดไว้ได้อย่างรวดเร็วหลังการฝัง ช่วยพยุงหลอดลมได้อย่างมั่นคง และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการย่อยสลายได้ดี

2. การเสริมหน้าอก: 

การเสริมหน้าอกแบบเฉพาะบุคคลนั้นจะทำโดยใช้วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ตามความต้องการด้านรูปร่างและขนาดหน้าอกของคนไข้ โดยซิลิโคนจะค่อยๆ เสื่อมสภาพลงเมื่อเวลาผ่านไป และร่างกายจะดูดซึมซิลิโคนเข้าไปในที่สุด ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงภาวะแทรกซ้อนในระยะยาวที่อาจเกิดขึ้นได้จากการเสริมหน้าอกแบบเดิม

3. อุปกรณ์ทางการแพทย์อื่นๆ: 

วัสดุโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ยังสามารถนำมาใช้ในการเตรียมชิ้นส่วนกระดูกและข้อเฉพาะบุคคล อุปกรณ์ผ่าตัดหัวใจและหลอดเลือด ไหมละลาย และอุปกรณ์ทางการแพทย์อื่นๆ อุปกรณ์เหล่านี้สามารถปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการของผู้ป่วยแต่ละราย เพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ของการรักษาและคุณภาพชีวิตของผู้ป่วย

วัสดุโพลีเมอร์ได้นำเทคโนโลยีการผลิตแบบเติม บมจ. ไปประยุกต์ใช้กับงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อได้สำเร็จ และได้ขยายไปยังหลายสาขา เช่น ลวดพิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์ การพิมพ์ 3 มิติทางชีวภาพ และการพิมพ์ 3 มิติ เอสแอลเอส ของวัตถุดิบไมโครสเฟียร์ทางการแพทย์

ประการที่สาม การประยุกต์ใช้วัสดุชีวการแพทย์ที่ย่อยสลายได้

ลวดพิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์

ลวด พีแอลเอ ทางการแพทย์มีคุณค่าการใช้งานที่สำคัญในการพิมพ์ 3 มิติเพื่อซ่อมแซมกระดูกใบหน้าและขากรรไกร โครงยึดที่มีรูพรุนเพื่อซ่อมแซมกระดูกอ่อน โครงยึดหลอดเลือด เป็นต้น ความสามารถในการดูดซึมทางชีวภาพที่ดี ความแข็งแรงและความเหนียวสูง และความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี ทำให้เส้น พีแอลเอ ที่พิมพ์ 3 มิติถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาการแพทย์ ตัวอย่าง ได้แก่ รากฟันเทียมซ่อมแซมกระดูกใบหน้าและขากรรไกรที่ดูดซึมได้ และโครงยึดซ่อมแซมกระดูกที่มีรูพรุน

การประยุกต์ใช้ไมโครสเฟียร์ทางการแพทย์ในการพิมพ์ 3 มิติด้วย เอสแอลเอส

เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2024 เทคโนโลยีที่มีชื่อว่า ดิ๊ๆๆ กระบวนการเตรียมไมโครสเฟียร์ที่ควบคุมได้ด้วยการพิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์ ดิ๊ๆๆๆ ได้รับการพัฒนาสำเร็จโดย เซินเจิ้น กวงฮวา เหว่ยเย่ โค., จำกัด. และบริษัทในเครือ เซินเจิ้น จูเซิง เทคโนโลยีชีวภาพ โค., จำกัด. ผ่านการตรวจสอบจากสำนักงานทรัพย์สินทางปัญญาของรัฐอย่างเป็นทางการและได้รับอนุญาตสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ระดับชาติ สิ่งประดิษฐ์นี้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนากระบวนการเตรียมที่รับประกันว่าไมโครสเฟียร์ที่ใช้ในการพิมพ์ 3 มิติทางการแพทย์จะมีขนาดอนุภาคและอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพที่ควบคุมได้

หัวใจหลักของกระบวนการเตรียมคือการควบคุมขนาดอนุภาคและอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพของไมโครสเฟียร์อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยสนับสนุนการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เอสแอลเอส ในสาขาการแพทย์

1. ระบบนำส่งยา:

ไมโครสเฟียร์ทางการแพทย์สามารถใช้เป็นตัวพาสำหรับระบบนำส่งยาได้ และไมโครสเฟียร์ที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติเฉพาะสามารถเตรียมได้อย่างแม่นยำด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เอสแอลเอส ไมโครสเฟียร์เหล่านี้สามารถบรรจุส่วนผสมของยาและทำให้ปล่อยยาในร่างกายได้อย่างแม่นยำ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของยาและลดผลข้างเคียง

2. นั่งร้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ: 

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เอสแอลเอส สามารถนำมาใช้ในการเตรียมโครงยึดสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อที่มีโครงสร้างแบบไบโอนิกและคุณสมบัติเชิงกล ในฐานะส่วนประกอบของโครงยึด ไมโครสเฟียร์ทางการแพทย์สามารถให้การสนับสนุนและสารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของเซลล์ และส่งเสริมการสร้างใหม่และซ่อมแซมเนื้อเยื่อ

3. สภาพแวดล้อมจุลภาคสำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์: เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ เอสแอลเอส ช่วยให้สามารถเตรียมสภาพแวดล้อมจุลภาคสำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่มีโครงสร้างรูพรุนขนาดเล็กและรูปทรงที่ซับซ้อนได้ โดยเป็นส่วนหนึ่งของสภาพแวดล้อมจุลภาค ไมโครสเฟียร์ทางการแพทย์สามารถให้จุดยึดเกาะและสารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของเซลล์ และปรับสภาพการเพาะเลี้ยงเซลล์ให้เหมาะสมที่สุด

การพิมพ์ชีวภาพแบบ 3 มิติ

บมจ. คือโพลีเอสเตอร์เทอร์โมพลาสติกที่มีคุณสมบัติเข้ากันได้ทางชีวภาพ ย่อยสลายได้ และมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี วัตถุดิบ บมจ. สามารถประมวลผลได้ด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติต่างๆ (เช่น การสร้างแบบจำลองการสะสมแบบหลอมรวม เอฟดีเอ็ม, การหลอมรวมด้วยเลเซอร์ เอสแอลเอส เป็นต้น) เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์ 3 มิติที่มีโครงสร้างและฟังก์ชันที่ซับซ้อน

การอัดรีดอนุภาคหลอมเหลวเป็นกระบวนการสำคัญในการพิมพ์ชีวภาพ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนอนุภาค บมจ. จนกลายเป็นของเหลว จากนั้นจึงอัดผ่านหัวฉีดไปยังแท่นพิมพ์เพื่อสร้างโครงสร้าง 3 มิติทีละชั้น กระบวนการนี้มีข้อดีคือมีความแม่นยำสูง มีประสิทธิภาพสูง และมีความยืดหยุ่นสูง เพื่อตอบสนองความต้องการทางการแพทย์ที่แตกต่างกัน

1.วิศวกรรมเนื้อเยื่อ:

บมจ. สามารถใช้เป็นวัสดุโครงยึดทางวิศวกรรมเนื้อเยื่อเพื่อรองรับการเจริญเติบโตและการแบ่งตัวของเซลล์ และส่งเสริมการซ่อมแซมและการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ โดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ชีวภาพ โครงยึดทางวิศวกรรมเนื้อเยื่อที่มีโครงสร้างและฟังก์ชันที่ซับซ้อนสามารถจัดเตรียมเพื่อรองรับการซ่อมแซมและการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ได้ดีขึ้น

2. การวางแผนการผ่าตัด: 

วัตถุดิบ บมจ. ใช้ในการพิมพ์แบบจำลอง 3 มิติของส่วนต่างๆ ของผู้ป่วย ซึ่งช่วยให้ศัลยแพทย์สามารถวางแผนการผ่าตัดและจำลองการผ่าตัดได้ ซึ่งสามารถปรับปรุงความแม่นยำและความปลอดภัยในการผ่าตัด และลดความเสี่ยงในการผ่าตัด

3. อุปกรณ์การแพทย์และอุปกรณ์ปลูกถ่าย: 

วัตถุดิบ บมจ. ยังสามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์การแพทย์และวัสดุปลูกถ่าย เช่น ไกด์การผ่าตัด หมุดกระดูก แผ่นกระดูก ฯลฯ อุปกรณ์การแพทย์และวัสดุปลูกถ่ายเหล่านี้มีคุณสมบัติทางชีวภาพและสมบัติเชิงกลที่ดี และสามารถตอบสนองความต้องการทางการแพทย์ที่แตกต่างกันได้