3D打印機製造出身體(ti) 器官
3D打印在醫學界的最直接應用,便是各式各樣的器官或組織3D模型構建。據國外媒體(ti) 報道,美國北卡羅來納州溫斯頓-塞勒姆市維克森林大學科學家已用一台3D打印機製造出一個(ge) 腎髒原型。他們(men) 使用了加入細胞混合物的凝膠一樣的可生物降解腳手架,逐層構建腎髒。
目前,維克森林大學的科學家們(men) 正用3D打印技術製造出用於(yu) 培育人體(ti) 細胞的腳手架,從(cong) 而製造包括耳朵和鼻子在內(nei) 、看似真實的麵部特征。在另外幾個(ge) 實驗室中,科學家正為(wei) 製造人和豬的心髒、肺、肝髒和腎的體(ti) 內(nei) 腳手架尋找方法,他們(men) 的最終目標是為(wei) 患者提供量身定做的器官替代品。
據業(ye) 內(nei) 人士介紹,3D生物打印機需要生物墨水,而最有可能成為(wei) 墨水的便是人體(ti) 細胞。首先,研究者將從(cong) 人們(men) 的骨髓或脂肪中提取出幹細胞,通過生物化學手段,使它們(men) 分化成不同類型的其他細胞。隨後,這些細胞將被封存成“墨粉”,每一滴“墨粉”裏可能包含1萬(wan) 到3萬(wan) 個(ge) 細胞。當3D生物打印機開動時,“墨粉”將通過打印頭聚攏在事先設計的部位上,打印器官的雛形便逐漸顯現。
當3D生物打印機工作時,每一滴“墨粉”出現在適當的部位後,必須通過特定的生物膠水固定。就像辦公用的彩色打印機一樣,3D生物打印機的“墨盒”裏也會(hui) 豐(feng) 富多彩。盡管都是人體(ti) 細胞,有的將特定用來打印肝髒或腎髒細胞,有的則是製造血管——用於(yu) 連接打印好的肝髒或腎髒組織。
3D生物打印
改變人類醫療史
美國Organovo公司網站曾指出,再生醫療是一個(ge) 飛速發展的科技領域,肩負著改寫(xie) 人類醫療史的重任。通過3D打印技術製造器官,不但可解除移植器官資源緊缺的難題,也將對藥物開發產(chan) 生深遠影響。
目前,藥物研究大多需要各種級別的動物實驗和人體(ti) 試驗。未來通過3D打印的模式器官來檢測藥物試驗效果,不但有利於(yu) 縮短臨(lin) 床藥物研發周期,還將可能避免潛在的人體(ti) 試驗損害。有專(zhuan) 家估測,如果藥物生產(chan) 商采用3D打印器官進行藥物開發或試驗,平均每種藥物可節省上億(yi) 美元研發費用。
當然,以3D打印為(wei) 代表的生物打印技術,就像20世紀末的克隆技術一樣,帶來的將是生物倫(lun) 理挑戰,這也將比眼下的幹細胞所引發的爭(zheng) 議更為(wei) 複雜。此外,3D生物打印並非一勞永逸。由於(yu) 人體(ti) 組織的複雜性,器官構建絕不是生物打印材料的有序堆積而已。目前,研究者已能打印出結構相對單一的器官,比如氣管、血管。三年前,Organovo公司已成功製造出動脈,並希望在5年內(nei) 實現人體(ti) 移植。對於(yu) 牙齒、骨骼和心髒等更為(wei) 複雜的器官,需要的研究時間將更長。
關(guan) 於(yu) 3D打印在醫療方麵的運用,目前國內(nei) 也實現了快速發展。據悉,北京大學第三醫院正研究運用3D打印技術治病救人。截至目前,已有40多位患者在簽署知情同意書(shu) 後,植入了3D打印出來的鈦合金“骨骼”。北醫三院表示第一例植入脊柱鈦合金“骨骼”的患者治療效果很好。而從(cong) 理論上來說,未來患者需要的假耳、假肢等都可以用3D打印機打印出來。
另外,即將於(yu) 7月10日-13日在上海新國際博覽中心舉(ju) 行的上海國際印刷周,也將聚焦3D打印技術。7月11日、12日上午,展會(hui) 還將分別舉(ju) 行“科普”與(yu) “深度”級的3D打印與(yu) 數字化製造論壇。
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