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从科幻走向现实:3D打印开辟生物制造的黎明!

2015-09-06 15:02
瑾年Invader
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  我们可以重建他,我们有这个技术。

  — 无敌金刚(The Six Million Dollar Man,1973)

  科学正在赶上科幻小说。去年,一位瘫痪病人经治疗桥接脊柱缝隙后又能再次行走;有数十人植入了仿生眼,他们还可能得到增强,以看到红外线或紫外线;截肢者单凭思维就能控制仿生肢体植入物。

  与此同时,我们正在走上印刷身体部位的道路。

  我们正在见证由技术工具所打造的对临床行业面貌的重塑。这个过渡形成了新类型的工程师,这种类型训练有素能桥接工程和生物学之间的差距。

  “生物制造师”登场。这个角色将原材料、机电一体化和生物学得技术技能糅合于临床科学。

  21世纪的职业

  如果你需要一个新的身体部件,生物制造师的作用就是去为你建造它。这个概念很新,技术也是开创性的。而职位描述?还正写着呢。

  但在美国这种职业已经起飞。2012年《福布斯》把生物医学工程(相当生物于制造者)评为15个最有价值大学专业列表的首位。第二年,CNN和payscale.com称之为“美国最好的工作”。

  这些结论基于诸如薪水、工作满意度和工作前景,美国劳工统计局预测未来十年中生物医学工程岗位数量将有巨大增长。

  人工耳蜗已给许多人带来了听力。

  与此同时,澳大利亚也在开创自己的道路。作为多通道人工耳蜗的诞生地,澳大利亚在生物医学植入已经拥有世界性声誉。最近植入钛足跟和颚骨的临床突破又巩固了澳大利亚作为领域领导者的地位。

  我最近帮助建立了世界第一个生物制造国际硕士课程,准备用3D打印身体部件所需的各种技能武装下一代生物制造师。

  这些技能超越了技术,这项工作也需要跟监管机构沟通和与临床医师一起工作的能力,这个新兴产业正在挑战现有的商业模式。

  生物制造师的生活

  日常工作中生物制造师是研究机器中一个至关重要的齿轮。他们与医生合作来创建针对临床需求的解决方案,并与生物学家、材料和机电一体化工程师合作来交付它们。

  生物制造师们天生多才多艺。他们能够天不亮就讨论临床需要,在早上与电气工程师讨论设备物理学,在下午与生物学家讨论干细胞分化,晚上还要谈潜在的金融家,更不用说保持监管事宜和社会参与的意识。

  我们在澳大利亚研究理事会电子材料科学卓越中心(ACES)的研究通过一个生物制造师的优秀团队的工作才成为可能。他们帮助我们建造再生切断神经的管道,以及探测即将发作的癫痫并在发生前阻止它的电子植入物,和3D打印完美配合受伤部位的软骨和骨植入物。

  随着跨学科网络的成形,我们每星期都见到更多的应用。研究人员们还只触及到可穿戴或植入传感器可能性的表面,它们能监视门诊病人的体征,并回传给医生。

  与此同时,干细胞技术发展迅速。细胞发育成组织和器官需要在适当的3D环境中预先安排细胞和定制的生物反应器来模仿体内的动态环境。

  想象一下这种能力,能够3D排列干细胞,由其它支持细胞所围绕着,在整个结构中高精度分布生长因子,并系统性地调查这些排列对生物过程的影响。嗯,这已经可以做到了。

  那些精通3D生物打印的人将使这些基础探索成为可能。

  未来的愿景

  七十年代电视节目无敌金刚,激发了想象力,但是科学正在迅速赶上科幻小说。

  除了学术研究,生物制造师们对于医疗设备公司设计新产品和疗法也是无价的。那些有创业火花的工程师们会寻求拆分创建自己的公司。传统制造业商业模式将不会适用。

  随着3D打印技术发展,很明显为了特定临床应用我们需要专门的打印系统。用在软骨再生手术的打印机将会专门为手头任务而设计,只有关键变量构建到健壮和可靠的机器里。

  训练有素的个人也会在公共服务领域、理想情况下在监管机构或社区参与中找到用武之地。

  为了明天的这个工作,我们必须今天就开始训练,新的机遇正在浮现。我们必须跨越减缓这种进步的传统学科界限,我们必须与传统制造商界建立关系,在他们的技能之上可以构建下一代行业。

  澳大利亚也将利用这些新兴产业。我们有着一个目前不断变化的传统制造业,有几十年里建立起来的广泛的先进材料知识库,一个生机勃勃的增材制造技术基础和成长中的替代商业模式环境。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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