2011年,凱巴六週大的時候,他停止了呼吸,臉色發青。他的父母把他送到醫院,在那裡他們得知他的左支氣管由於先天缺陷而塌陷。這種情況持續了幾周,直到2012年1月,外科醫生植入了一根3D列印的管子,以保持嬰兒的氣道暢通。這根管子將在幾年後在男孩的體內溶解,讓他的支氣管有時間長得足夠強壯,可以正常呼吸。這是首次使用這種植入物來輔助組織重建,並在5月份的《新英格蘭醫學雜誌》上進行了報道。
新生兒的氣管由20個相互連線的軟骨環組成,當它分支進入肺部時,可以保持氣道暢通,就像支撐真空吸塵器軟管的鋼環一樣。但極少數情況下,一部分是鬆軟的,會塌陷。植入支架可以從內部支撐氣道開啟,但通常仍會導致呼吸受損,因為支架會引起刺激。凱巴的醫生聯絡了格倫·格林醫生,他與密歇根大學的同事一起,正在開發定製的管子,以包裹塌陷的氣管,作為一種無刺激的方式來保持氣道暢通。
格林和他的同事認為,3D印表機可以製造人造氣管,因為可以輕鬆製造構成器官管狀結構的環。研究人員用生物相容性塑膠列印了氣管,並在小豬身上進行了測試。
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對於凱巴,該團隊首先對嬰兒的氣道進行了CT掃描,並使用這些資料列印了一個模具。利用該模具,科學家們接下來製作了一個合適的、靈活的套筒來穩定氣道。最後一步是將凱巴的支氣管組織縫合到套筒內部,這需要獲得美國食品和藥物管理局的緊急使用批准。“當我們裝上夾板時,我們第一次看到他的肺在動,”格林說。就像凱巴一樣,3D列印醫療裝置和人體部件的使用仍處於起步階段,但格林認為這項技術具有“巨大的潛力”。