隨著科技的不斷發展,3D打印產(chan) 品不斷問世,從(cong) 3D打印到3D器官打印,再到3D器官太空打印,從(cong) 地球走向太空,3D打印也將開啟“太空製造”新時代,也同步進行著新一輪的醫療革新。

“再生醫學”備受關(guan) 注,3D打印極具優(you) 勢
事實上,早在1987年,“再生醫學”概念就被提出,且受到全球重視,截至2019年上半年,全球注冊(ce) 再生醫學的公司就達933家。再生醫學技術與(yu) 相關(guan) 行業(ye) 的蓬勃發展源於(yu) 背後龐大的需求。
而3D打印技術為(wei) 包含有多種細胞、生長因子和生物材料的複雜結構組織和器官的製備提供了可能,能夠解決(jue) 傳(chuan) 統製造技術的弊端,極大地推動再生醫學的發展。同時,3D打印技術具備可重複性和效率高等優(you) 勢,有著非常大的潛力。

2019年4月,特拉維夫大學的研究員使用患者自己的細胞和生物材料成功“打印”了世界上第一顆2.5厘米的3D血管化心髒。這是全球第一個(ge) 完整的3D打印心髒,一度引發醫學界乃至全球的轟動,這也使生物科學向功能性人體(ti) 器官打印邁出關(guan) 鍵一步。
宇宙首次!俄宇航員在太空中成功3D打印人體(ti) 組織
太空是一個(ge) 引發人類好奇心的地方。然而,惡劣的環境也會(hui) 讓我們(men) 對那裏望而卻步。在那裏的微重力環境下,人體(ti) 組織會(hui) 遭遇各種不測。例如肌肉萎縮,骨丟(diu) 失等等……
近日,國際空間站上的一名俄羅斯宇航員,嚐試在太空微重力環境下進行了人體(ti) 組織的3D打印,並製造出了人類的軟骨。

事實上,傳(chuan) 統的人體(ti) 組織工程再生方法,涉及將細胞播種到具有生物相容性的“支架”上。一旦細胞組織完成了3D器官的自組裝,支架材料就可被生物降解掉。然而,在地球上進行3D器官打印是一回事,但對於(yu) 宇宙中的國際空間站來說,可幾乎沒有重力讓支架將軟骨細胞聚集在一起。
為(wei) 了克服這一障礙,Oleg Kononenko 在定製裝配機內(nei) 部使用了由莫斯科公司3D Bioprinting Solutions開發的“無支架” 生物組織工程方法,該方法利用磁場代替重力,引導細胞去到該去的地方,從(cong) 而將它們(men) 組裝成更複雜的組織結構。這對宇航員能夠更久地呆在太空,或者對想實現太空旅行夢的人來說,都有著積極的意義(yi) 。

斯坦福大學醫學院的Utkan Demirci是該磁懸浮生物組裝方法的幕後推手,旨在於(yu) 微重力下構建組織。這項技術使用了兩(liang) 個(ge) 彼此靠近的相對磁體(ti) ,以產(chan) 生一種將細胞相互推向彼此的力。“電磁波或磁場受到控製,因此我們(men) 可以將細胞移動到想要它們(men) 進入的地方,以便將它們(men) 組裝成更複雜的組織結構。”Demirci說。
此外,這在地球上可能還會(hui) 有更多實踐。Demirci認為(wei) ,在太空進行的這類研究可能會(hui) 引來癌症生物學及交叉感染(如HIV或COVID-19)的有趣發現。

但該項研究也麵臨(lin) 著一個(ge) 挑戰:細胞需要被懸浮在含有釓(Gd)離子的順磁性介質中,其所需的離子濃度可能對細胞是具有毒性,還可能產(chan) 生壓力不均衡等問題。而解決(jue) 這些問題的潛在方法之一,就是借助微重力環境下的懸浮組裝,於(yu) 是我們(men) 最終見到了俄羅斯宇航員在國際空間站上開展的這項最新實驗。
這項實驗的成功促進了太空再生醫學的發展,如果進一步深入,未來或許可能幫助機組人員更換人體(ti) 部位。那麽(me) ,需要長距離太空旅行的宇航員們(men) 就可以利用這個(ge) 技術“自力更生”了!
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