抗菌材料开发商Copper3D开发了一种新的3D打印设备，可在母乳喂养期间使用。该设备由Copper3D的商标PLACTIVE材料制成，旨在在母乳喂养期间充当母子之间的界面，从而使母乳中的HIV失活。

这种新型材料使用了基于纳米铜的添加剂，以提供标准的PLA抗菌性能。先前的研究已经证明了这种材料的潜力，促使Copper3D开发了一种最终用途模型，可以在实验室之外使用。

专用医疗工具。图片：Copper3D

艾滋病问题

根据世界卫生组织的数据，到2018年底，全球有3790万人感染了艾滋病毒。其中810万人不知道自己患有这种疾病。根据联合国儿童基金会的数据，2017年，携带艾滋病毒的儿童和青少年人数达到300万，当年新感染的人数为43万，死于与艾滋病相关的原因的人数为13万。根据联合国艾滋病规划署（UNAIDS）的数据，2018年期间，怀孕期间由于母乳喂养而停止治疗的结果是0-14岁儿童中有26,000例新的HIV感染。

母乳喂养是没有灭活药物和适当教育的发展中国家中艾滋病毒传播的主要方式。控制和减少母乳喂养的传播将大大降低年幼儿童的艾滋病毒感染率，否则他们别无选择，只能接触该病毒。

Copper3D的医学总监Claudio Soto博士说：“了解HIV统计数据背后的全球性问题，并分析我们的抗菌材料在遏制HIV病毒传播中的作用，使我们认为我们可以开发出一种能够就像母子之间的接口一样，通过母乳喂养来预防这种病毒的传播，这是主要的感染途径之一。”

PLACTIVE与HIV

铜基添加剂和过滤器通过专门针对蛋白酶的作用而使HIV灭活，而蛋白酶对于复制至关重要。铜离子降解病毒磷脂质膜并使病毒核酸变性。这有可能显着减慢病毒的增长速度，但确实带来了挑战。母乳中注入铜离子的毒性水平目前未知，母乳的营养降解尚不清楚，并且目前正在研究病毒与PLACTIVE之间显着失活所需的接触时间。

为了解决这些问题，Copper3D团队为该项目启动了两条研究线。该项目的第一部分专注于确定PLACTIVE对HIV感染的母乳样品的有效性。第二部分着重于设计可以充当母婴界面并优化受污染母乳中HIV病毒灭活的物体。

实验室过程

Copper3D团队委托了一个实验室研究，其中涉及一个简单的盲人，随机和阳性/阴性对照组。治疗20份HIV-1样本并随机分为A，B和对照组。将A和B样品放入3D打印的PLACTIVE盒子中，表面积为40平方厘米。样品在PLACTIVE表面暴露15、60、120和900秒。

测试PLACTIVE对HIV的有效性。图片来自Copper3D。

Copper3D创新总监DanielMartínez解释说：“初步结果显示，只需将样品暴露于含有铜纳米颗粒的3D打印盒中，病毒复制率就会降低58.6％。十五秒钟的曝光足以实现这种减少。这些数据使我们推断出，通过将接触表面增加10倍，我们可以获得更高的失活率，非常接近100％，根据我们的计算，最有可能在不到5秒的时间内完成。”

据Copper3D称，该项目是同类研究中的第一个，它通过3D打印将具有抗菌铜纳米技术的聚合物与HIV灭活一起研究。实验的成功导致了HIV灭活最终用途设备的设计。

病毒灭活装置

该设备依赖于纳米铜材料经过验证的抗菌能力。通过最大程度地增加受感染的牛奶与PLACTIVE接触的表面积和时间，可以使HIV灭活最大化，从而使其不再对母乳喂养的孩子具有传染性。该设备旨在使用模仿胃肠道结构的分层设计，将接触面积扩大约10倍。该团队的目标是在2020年某个时候确定最终确定的，功能齐全的模型。

3D打印的HIV灭活设备。图片来自Copper3D

内布拉斯加大学生物力学副教授Jorge Zuniga博士说：“ Copper3D再次创造了这种革命性的设备，从而对减少艾滋病毒的母婴传播产生了巨大影响，再次破坏了医疗设备领域。我们的实验室很幸运能与Copper3D合作，开展如此有影响力的项目。”

Copper3D并不是唯一一家开发抗菌3D打印材料的公司。法国有机硅制造商STERNE先前已发布了一种抗微生物有机硅，该有机硅可抵抗 3D打印产品内部和外部细菌的形成。在希腊的其他地方，研究人员开发了具有愈合功能的抗菌3D可打印伤口敷料。随着新病毒的出现，也许未来几年对3D打印解决方案的探索可能会在流行病学领域产生重大成果。