瑞士西部应用科学与艺术大学日内瓦分校（HES-SO）下属的HEPIA的研究人员，成功开发并表征了一系列用于儿科患者二尖瓣修复的瓣叶和瓣膜植入物原型。

这项研究旨在应对儿童二尖瓣修复中长期存在的临床挑战，并在结构、机械和细胞相容性参数方面评估了四种不同的生物材料。

二尖瓣脱垂是儿童最常见的手术指征，但患儿术后死亡率仍居高不下，约17.9%至28.6%的患者在术后七年内无法存活。

该研究的核心是探索组织工程心脏瓣膜（TEHVs），这是一种生物工程方法，旨在通过实现解剖匹配并适应身体的生长发育来改善治疗结果。

由HEPIA的Adrien Roux领导的研究团队，采用两种制造方法制作了四个10毫米的瓣叶原型。

前三个原型采用常规激光切割和冷冻干燥工艺制造，分别使用了超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、涂覆聚乙烯醇（PVA）的UHMWPE，以及涂覆了PVA和I型胶原蛋白的UHMWPE。

第四号瓣叶及一个完整的二尖瓣植入物原型（命名为ValCard），则是使用甲基丙烯酰化明胶水凝胶（GelMA），通过体积3D生物打印技术生产的。

研究团队在所有原型上接种了从人类胎儿主动脉中分离出的血管中胚层粗细胞。

所有四种材料的细胞存活率均超过70%，其中由3D生物打印GelMA材料制成的瓣叶细胞存活率最高，达到216.77 ± 77.69%。

在传统工艺制造的原型中，三层结构的UHMWPE-PVA-胶原蛋白瓣叶表现出了最全面的优秀性能，其在14天内的降解率为7.30 ± 18.71%，并且细胞增殖模式最稳定。

研究表明，PVA和胶原蛋白涂层改变了原本疏水的UHMWPE表面特性，引入了表面粗糙度，从而在不损害材料机械性能的情况下改善了细胞粘附力。

基于GelMA的3D生物打印结构虽然在细胞活力方面表现出色，并能实现患者特异性几何形状，但由于其2毫米厚度结构的机械局限性，被排除在进一步的降解和牵引力测试之外。

研究人员指出，在实现临床转化之前仍需进行大量工作，包括渗透性和血栓形成性测试、动物模型体内验证，以及按照ISO心血管植入物标准对ValCard原型进行正式表征。