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3D打印VS干细胞,进击的生物技术

导读: 3D打印的作用不仅仅是制造塑料、金属等物品的模型,它还可以打印药物,甚至是与生物组织相结合,一举进军医学领域,改变人类传统的医疗模式。

早在1986年,美国科学家发明了世界上第一台3D打印机。但其技术却在近年来才被人们广为熟知,随着时代的发展,3D打印已被更广泛的应用在人们的日常生活中。3D打印的作用不仅仅是制造塑料、金属等物品的模型,它还可以打印药物,甚至是与生物组织相结合,一举进军医学领域,改变人类传统的医疗模式。干细胞是动物身体中一种尚未分化的细胞,具有分化成为人体多组织器官的潜能。当干细胞“遭遇”3D打印技术,将会碰撞出怎样的火花?

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2013年,苏格兰研究人员首次进行了人类胚胎干细胞的3D打印,相关研究论文被发表在《生物制造》上。在此之前,如何无损并可控地让胚胎干细胞形成人们所需的三维结构,一直是业界难题。而这项突破解决了这一问题,让人们能够利用人类胚胎干细胞准确构建三维组织和结构,从而大大加速和改善药物检测工艺的发展。由胚胎干细胞制造出的三维结构可以让人们创造出更准确的人体组织模型,这对于试管药物研发和毒性检测都有着重要意义。

2014年,中国南京医科大学利用3D打印技术制造出生物支架,再将兔骨髓血放在支架上,经过4周的体外培养,接种至裸鼠皮下培养,生成人造软骨。而支架将在体内经过2年时间被缓慢降解。研究团队应用这种技术成功“制造”兔肩关节,为软骨再生和修复提供可能。

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2016年,四川大学华西医院将干细胞3D打印的血管成功植入了恒河猴体内,成为全球首创。科研人员利用取自恒河猴自体的脂肪间充质干细胞制备成3D生物打印墨汁,利用3D打印技术构建出具有生物活性的人工血管,并将其置换恒河猴体内一段腹主动脉,实现血管再生。这项为全球近十八亿心血管疾病患者带来了福音。

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2017年,韩国理工大学和加通大学研究人员利用由蓝光驱动的微立体光刻3D打印技术(MSTL)制造出了骨细胞支架,并在支架上种植干细胞,最终这些干细胞会形成骨髓。这一技术可能会减少骨头替换手术的费用,因为这减少了创建骨组织所花的时间,从而降低了样品的失败和损失风险。

同年,瑞典的研究人员宣布,他们不仅将3D打印的人类软骨细胞植入小鼠,而且在植入后能够生存下去,并能够成长。细胞在3D打印后立即植入,并在小鼠中成功形成自己的血管网络,这向最终3D打印人体器官植入迈出了重要一步。

干细胞技术属于“再生医学技术”,是近年来医学前沿重点发展领域,是一项具有良好发展前景和应用潜力的高新技术,从一系列国家政策可以看出,我国国家层面高度重视干细胞产业的发展。有了国家政策的支持,牙髓干细胞的研究和应用将会进一步加快,“牙齿银行”也将成为越来越多的年轻父母“存储健康”的第一选择。

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