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盘点生物3D打印几大最新亮点

  亮点二:生物科技前沿应用创新

  3D打印人造血管正式面世

  德国弗朗霍夫激光技术研究所研究人员成功利用3d打印技术制造出人造血管,这一技术突破有望广泛应用在治愈皮肤创伤、人工皮肤再造和人造器官等医学领域。

  重大事故受伤、大面积烧伤或肿瘤切除的病人经常需要对创面皮肤进行再造,目前的医疗技术只能对皮肤表层厚度(真皮和表皮)不超过200微米进行人工再造,而对包括皮下组织的几毫米厚完整皮肤系统还不能进行再造,因为涉及到血管组织,没有血管的养分供应,超过200微米的人造皮肤就没法存活。为此,弗朗霍夫激光技术研究所牵头的跨学科团队承担了欧盟项目"artivasc3d",开发出3d打印技术制造人造血管。

  3d打印制造血管的关键是要找到合适的打印材料,其适合作为移植血管的物理特性和生物相容性,必须与内皮和毛细血管周围细胞组织相容,以及适合于3d打印的可加工特性。为了符合这些条件,研究人员采用了喷墨打印与立体光刻相结合的方法。利用这一组合方法,他们解决了打印只有20微米厚的多孔、多分叉人造血管的关键技术。

  这项技术为大面积烧伤等皮肤严重损伤的病人,以及因手术创伤需进行皮肤再造或血管再造的病人带来了福音。研究人员表示,这项技术不仅限于打印人造血管,还可以作为一个工具箱,以选择不同的材料、几何体和大小,用于制造多种人体组织或人体器官,未来在医学上的应用前景非常广阔。

  3d打印刚火起来,大家就想到打印人体器官了,而打印血管是万里长征第一关。去年已有两个小组宣布成功打印血管了。随着各路人马开发合适材料,移植人造血管和皮肤已是不远的事。一旦实现,烧伤和手术创伤修复,将不再考虑供源和排异反应,那会是21世纪外科医术的精彩呈现。

  英国3D打印干细胞获突破

  近日,英国爱丁堡Heriot-Watt大学的科学家们公布了他们在3D干细胞打印领域获得的一项新突破,这一成果可能导致针对患者自身特点单独定制药物的给药方案和对于医学动物测试需求的减少。

  这一突破是由该校工程与物理科学院Will Shu博士带领的研究团队与Roslin Cellab公司协作取得的。后者是一家专门提供按合同研究和产品开发服务的苏格兰公司,经常与学术机构共同合作。该公司在《Biofabrication》杂志的一篇报道中解释说,他们主要建造了一台能够打印来诱导干细胞的3D打印机,而这些干细胞主要来自病人自己的细胞。

  尽管在公众舆论中干细胞的应用有很大的争议,但是就目前这个创新而言,很少人能够提出意见,因为它依赖于病人自身的细胞。虽然最早用来进行3D生物打印的干细胞来自胚胎组织,但是由于争议过大,如今的生物打印机已经转而使用诱导多能干细胞(iPS)或者多能干细胞。它们可以用来生成不同器官的细胞类型,甚至包括脑细胞。

  据研究团队称,这一突破性技术可能的应用是多方面的,其中包括3D打印人体组织样本,以用来测试药物--并能够减少有争议的医学动物实验的需要;另外这种方法也可以用于开发只适合某一特定病人的药物,以尽可能地减少药物副作用,有人称之为个性化医学。

  据了解,目前苏格兰的研究人员们正处于研究(3D打印)个性化药物的前沿。爱丁堡大学最近设立了一个总额为1140万英镑的基金以推动培养基于干细胞的生物有机体,并尝试将其用于定制药物。位于格拉斯哥的Queen Elizabeth大学医院甚至成立了投资2000万英镑的分层医学苏格兰创新中心(Stratified Medicine Scotland Innovation Centre),在那里进行类似的研究。

  世界断骨愈合技术取得重大突破!

  如今,断胳膊断腿似乎都不是很严重的问题,因为大部分都很容易医治,对伤者不会造成任何持久的影响。但是,有时候一些严重的伤势,往往需要在患者体内打上钢钉之类的帮助受伤骨愈合。这些植入物长时间留在人体内,有时候会产生比较严重的副作用,比如感染、关节炎等。为此,美国匹兹堡大学的研究人员一直在努力寻找一种方法来使用3D打印技术,以便更好地修复断裂,断裂的骨头,而无需使用金属钉之类的。近日,他们似乎已经找到了解决方案。

  该校工程学教授Prashant Kumpta和他的团队开发出用镁和铁的合金制成的一种类似腻子似的材料,这种材料可以根据骨折的实际情况通过增材制造技术制成特定形状,然后植入伤处以辅助骨骼恢复。而且这种腻子似的材料不仅能够帮助修复骨骼,而且能够在骨骼愈合的同时自行溶解,当骨骼完全恢复之后它也就溶解完毕,不留下任何痕迹。

   据了解,这种腻子似的材料,是用一种专有的水基液体加上由磷酸钙组成的白色粉末,再加上一种保密的成份混合而成的。目前,这种材料已经成了研究团队工作的重点,研究人员希望该材料能够与3D打印技术相结合在医学领域产生更多的应用。

  研究团队的下一步就是要将这种材料报送美国食品药品管理局(FDA)批准。Kumpta相信这不会是一个问题,因为该材料的所有的成分组成都是已被FDA批准过的。目前,匹兹堡大学已获得该材料的专利,而且已授权一家外部公司,并通过该公司正在开展临床前试验。

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