抗菌材料開發(fā)商Copper3D開發(fā)了一種新的3D打印設(shè)備，可在母乳喂養(yǎng)期間使用。該設(shè)備由Copper3D的商標(biāo)PLACTIVE材料制成，旨在在母乳喂養(yǎng)期間充當(dāng)母子之間的界面，從而使母乳中的HIV失活。
這種新型材料使用了基于納米銅的添加劑，以提供標(biāo)準(zhǔn)的PLA抗菌性能。先前的研究已經(jīng)證明了這種材料的潛力，促使Copper3D開發(fā)了一種最終用途模型，可以在實驗室之外使用。
艾滋病問題
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，到2018年底，全球有3790萬人感染了艾滋病毒。其中810萬人不知道自己患有這種疾病。根據(jù)聯(lián)合國兒童基金會的數(shù)據(jù)，2017年，攜帶艾滋病毒的兒童和青少年人數(shù)達(dá)到300萬，當(dāng)年新感染的人數(shù)為43萬，死于與艾滋病相關(guān)的原因的人數(shù)為13萬。根據(jù)聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署（UNAIDS）的數(shù)據(jù)，2018年期間，懷孕期間由于母乳喂養(yǎng)而停止治療的結(jié)果是0-14歲兒童中有26,000例新的HIV感染。
母乳喂養(yǎng)是沒有滅活藥物和適當(dāng)教育的發(fā)展中國家中艾滋病毒傳播的主要方式?？刂坪蜏p少母乳喂養(yǎng)的傳播將大大降低年幼兒童的艾滋病毒感染率，否則他們別無選擇，只能接觸該病毒。
Copper3D的醫(yī)學(xué)總監(jiān)Claudio Soto博士說：“了解HIV統(tǒng)計數(shù)據(jù)背后的全球性問題，并分析我們的抗菌材料在遏制HIV病毒傳播中的作用，使我們認(rèn)為我們可以開發(fā)出一種能夠就像母子之間的接口一樣，通過母乳喂養(yǎng)來預(yù)防這種病毒的傳播，這是主要的感染途徑之一?！?/span>
PLACTIVE與HIV
銅基添加劑和過濾器通過專門針對蛋白酶的作用而使HIV滅活，而蛋白酶對于復(fù)制至關(guān)重要。銅離子降解病毒磷脂質(zhì)膜并使病毒核酸變性。這有可能顯著減慢病毒的增長速度，但確實帶來了挑戰(zhàn)。母乳中注入銅離子的毒性水平目前未知，母乳的營養(yǎng)降解尚不清楚，并且目前正在研究病毒與PLACTIVE之間顯著失活所需的接觸時間。
為了解決這些問題，Copper3D團隊為該項目啟動了兩條研究線。該項目的第一部分專注于確定PLACTIVE對HIV感染的母乳樣品的有效性。第二部分著重于設(shè)計可以充當(dāng)母嬰界面并優(yōu)化受污染母乳中HIV病毒滅活的物體。
實驗室過程
Copper3D團隊委托了一個實驗室研究，其中涉及一個簡單的盲人，隨機和陽性/陰性對照組。治療20份HIV-1樣本并隨機分為A，B和對照組。將A和B樣品放入3D打印的PLACTIVE盒子中，表面積為40平方厘米。樣品在PLACTIVE表面暴露15、60、120和900秒。
Copper3D創(chuàng)新總監(jiān)DanielMartínez解釋說：“初步結(jié)果顯示，只需將樣品暴露于含有銅納米顆粒的3D打印盒中，病毒復(fù)制率就會降低58.6％。十五秒鐘的曝光足以實現(xiàn)這種減少。這些數(shù)據(jù)使我們推斷出，通過將接觸表面增加10倍，我們可以獲得更高的失活率，非常接近100％，根據(jù)我們的計算，最有可能在不到5秒的時間內(nèi)完成。”
據(jù)Copper3D稱，該項目是同類研究中的第一個，它通過3D打印將具有抗菌銅納米技術(shù)的聚合物與HIV滅活一起研究。實驗的成功導(dǎo)致了HIV滅活最終用途設(shè)備的設(shè)計。
病毒滅活裝置
該設(shè)備依賴于納米銅材料經(jīng)過驗證的抗菌能力。通過最大程度地增加受感染的牛奶與PLACTIVE接觸的表面積和時間，可以使HIV滅活最大化，從而使其不再對母乳喂養(yǎng)的孩子具有傳染性。該設(shè)備旨在使用模仿胃腸道結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計，將接觸面積擴大約10倍。該團隊的目標(biāo)是在2020年某個時候確定最終確定的，功能齊全的模型。
內(nèi)布拉斯加大學(xué)生物力學(xué)副教授Jorge Zuniga博士說：“ Copper3D再次創(chuàng)造了這種革命性的設(shè)備，從而對減少艾滋病毒的母嬰傳播產(chǎn)生了巨大影響，再次破壞了醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。我們的實驗室很幸運能與Copper3D合作，開展如此有影響力的項目?！?/span>
Copper3D并不是唯一一家開發(fā)抗菌3D打印材料的公司。法國有機硅制造商STERNE先前已發(fā)布了一種抗微生物有機硅，該有機硅可抵抗 3D打印產(chǎn)品內(nèi)部和外部細(xì)菌的形成。在希臘的其他地方，研究人員開發(fā)了具有愈合功能的抗菌3D可打印傷口敷料。隨著新病毒的出現(xiàn)，也許未來幾年對3D打印解決方案的探索可能會在流行病學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大成果。
這種新型材料使用了基于納米銅的添加劑，以提供標(biāo)準(zhǔn)的PLA抗菌性能。先前的研究已經(jīng)證明了這種材料的潛力，促使Copper3D開發(fā)了一種最終用途模型，可以在實驗室之外使用。
專用醫(yī)療工具。圖片：Copper3D
艾滋病問題
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，到2018年底，全球有3790萬人感染了艾滋病毒。其中810萬人不知道自己患有這種疾病。根據(jù)聯(lián)合國兒童基金會的數(shù)據(jù)，2017年，攜帶艾滋病毒的兒童和青少年人數(shù)達(dá)到300萬，當(dāng)年新感染的人數(shù)為43萬，死于與艾滋病相關(guān)的原因的人數(shù)為13萬。根據(jù)聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署（UNAIDS）的數(shù)據(jù)，2018年期間，懷孕期間由于母乳喂養(yǎng)而停止治療的結(jié)果是0-14歲兒童中有26,000例新的HIV感染。
母乳喂養(yǎng)是沒有滅活藥物和適當(dāng)教育的發(fā)展中國家中艾滋病毒傳播的主要方式?？刂坪蜏p少母乳喂養(yǎng)的傳播將大大降低年幼兒童的艾滋病毒感染率，否則他們別無選擇，只能接觸該病毒。
Copper3D的醫(yī)學(xué)總監(jiān)Claudio Soto博士說：“了解HIV統(tǒng)計數(shù)據(jù)背后的全球性問題，并分析我們的抗菌材料在遏制HIV病毒傳播中的作用，使我們認(rèn)為我們可以開發(fā)出一種能夠就像母子之間的接口一樣，通過母乳喂養(yǎng)來預(yù)防這種病毒的傳播，這是主要的感染途徑之一?！?/span>
PLACTIVE與HIV
銅基添加劑和過濾器通過專門針對蛋白酶的作用而使HIV滅活，而蛋白酶對于復(fù)制至關(guān)重要。銅離子降解病毒磷脂質(zhì)膜并使病毒核酸變性。這有可能顯著減慢病毒的增長速度，但確實帶來了挑戰(zhàn)。母乳中注入銅離子的毒性水平目前未知，母乳的營養(yǎng)降解尚不清楚，并且目前正在研究病毒與PLACTIVE之間顯著失活所需的接觸時間。
為了解決這些問題，Copper3D團隊為該項目啟動了兩條研究線。該項目的第一部分專注于確定PLACTIVE對HIV感染的母乳樣品的有效性。第二部分著重于設(shè)計可以充當(dāng)母嬰界面并優(yōu)化受污染母乳中HIV病毒滅活的物體。
實驗室過程
Copper3D團隊委托了一個實驗室研究，其中涉及一個簡單的盲人，隨機和陽性/陰性對照組。治療20份HIV-1樣本并隨機分為A，B和對照組。將A和B樣品放入3D打印的PLACTIVE盒子中，表面積為40平方厘米。樣品在PLACTIVE表面暴露15、60、120和900秒。
測試PLACTIVE對HIV的有效性。圖片來自Copper3D。
Copper3D創(chuàng)新總監(jiān)DanielMartínez解釋說：“初步結(jié)果顯示，只需將樣品暴露于含有銅納米顆粒的3D打印盒中，病毒復(fù)制率就會降低58.6％。十五秒鐘的曝光足以實現(xiàn)這種減少。這些數(shù)據(jù)使我們推斷出，通過將接觸表面增加10倍，我們可以獲得更高的失活率，非常接近100％，根據(jù)我們的計算，最有可能在不到5秒的時間內(nèi)完成。”
據(jù)Copper3D稱，該項目是同類研究中的第一個，它通過3D打印將具有抗菌銅納米技術(shù)的聚合物與HIV滅活一起研究。實驗的成功導(dǎo)致了HIV滅活最終用途設(shè)備的設(shè)計。
病毒滅活裝置
該設(shè)備依賴于納米銅材料經(jīng)過驗證的抗菌能力。通過最大程度地增加受感染的牛奶與PLACTIVE接觸的表面積和時間，可以使HIV滅活最大化，從而使其不再對母乳喂養(yǎng)的孩子具有傳染性。該設(shè)備旨在使用模仿胃腸道結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計，將接觸面積擴大約10倍。該團隊的目標(biāo)是在2020年某個時候確定最終確定的，功能齊全的模型。
3D打印的HIV滅活設(shè)備。圖片來自Copper3D
內(nèi)布拉斯加大學(xué)生物力學(xué)副教授Jorge Zuniga博士說：“ Copper3D再次創(chuàng)造了這種革命性的設(shè)備，從而對減少艾滋病毒的母嬰傳播產(chǎn)生了巨大影響，再次破壞了醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。我們的實驗室很幸運能與Copper3D合作，開展如此有影響力的項目?！?/span>
Copper3D并不是唯一一家開發(fā)抗菌3D打印材料的公司。法國有機硅制造商STERNE先前已發(fā)布了一種抗微生物有機硅，該有機硅可抵抗 3D打印產(chǎn)品內(nèi)部和外部細(xì)菌的形成。在希臘的其他地方，研究人員開發(fā)了具有愈合功能的抗菌3D可打印傷口敷料。隨著新病毒的出現(xiàn)，也許未來幾年對3D打印解決方案的探索可能會在流行病學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大成果。
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