2011年,凯巴六周大的时候,他停止了呼吸,脸色发青。他的父母把他送到医院,在那里他们得知他的左支气管由于先天缺陷而塌陷。这种情况持续了几周,直到2012年1月,外科医生植入了一根3D打印的管子,以保持婴儿的气道畅通。这根管子将在几年后在男孩的体内溶解,让他的支气管有时间长得足够强壮,可以正常呼吸。这是首次使用这种植入物来辅助组织重建,并在5月份的《新英格兰医学杂志》上进行了报道。
新生儿的气管由20个相互连接的软骨环组成,当它分支进入肺部时,可以保持气道畅通,就像支撑真空吸尘器软管的钢环一样。但极少数情况下,一部分是松软的,会塌陷。植入支架可以从内部支撑气道打开,但通常仍会导致呼吸受损,因为支架会引起刺激。凯巴的医生联系了格伦·格林医生,他与密歇根大学的同事一起,正在开发定制的管子,以包裹塌陷的气管,作为一种无刺激的方式来保持气道畅通。
格林和他的同事认为,3D打印机可以制造人造气管,因为可以轻松制造构成器官管状结构的环。研究人员用生物相容性塑料打印了气管,并在小猪身上进行了测试。
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对于凯巴,该团队首先对婴儿的气道进行了CT扫描,并使用这些数据打印了一个模具。利用该模具,科学家们接下来制作了一个合适的、灵活的套筒来稳定气道。最后一步是将凯巴的支气管组织缝合到套筒内部,这需要获得美国食品和药物管理局的紧急使用批准。“当我们装上夹板时,我们第一次看到他的肺在动,”格林说。就像凯巴一样,3D打印医疗设备和人体部件的使用仍处于起步阶段,但格林认为这项技术具有“巨大的潜力”。