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各行业遭“奇袭” 3D打印强启未来

2015-11-21 08:51
华静一
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  3D打印复合物

  消费者对3D打印机常见的批评是,他们只能打印简单的塑料模型。情况正在发生改变,研究人员正在努力增加3D打印机可以使用的材料,虽然增速还有点不尽如人意。麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的一个研究小组已经证实了,他们的3D打印机可以同时使用10种不同的材料打印一个单一物体。该打印机制作成本少于7000美元,均使用现成的组件制作。相比之下,现有的多材料3D打印机通常仅限于3种材料,价格高达15万美元。

  3D打印修复神经

  神经损伤后很难再生,所以神经损伤往往是永久性的。美国研究人员用3D打印了一个特殊结构,可能有助于受损神经的自我修复。该团队用3D打印了一个有机硅结构,该结构提供了受损神经可以附着生长的支架。在硅结构中还有促进运动和感觉神经再生的化学物质。将打印结构植入神经受损的大鼠,接合到切断的坐骨神经的两端。在大约10到12周的时间内,大鼠显示再次行走的能力。为了制作合适的神经生长的硅导支架,研究人员使用了3D扫描仪扫描并模拟了大鼠坐骨神经的结构模型。

  3D打印重塑活体组织

  日本一家公司制作发明了一款3D生物打印机,该机器能够产生通过凝集活细胞来打印活体组织。他们计划使用组织培养物来测试新产品,等待未来医学上的突破,使用该技术的未来迭代产品和干细胞培养物来打印移植器官。据报道,2015年9月,该公司利用干细胞创建了一个管状组织结构,很多个该打印结构的拷贝被移植到大鼠主动脉。

  同时3D打印技术在生物医药领域也有广泛的应用,能打印出骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管等多种人体结构,其“量身制作”的个体化器官,与患者身体匹配更精确,从而提高手术成功率。应用到部队医疗救助中,该技术可打印出符合伤病员需要的器官,改变传统治疗方式,帮助受伤的官兵重新恢复健康的身体状态。3D打印人造血管方面,可打印仅20微米厚血管,有望再造几毫米厚皮肤。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的一个3D项目,开发出3D打印技术制造人造血管。

  我国3D打印血管项目日前取得重大突破,该3D生物血管打印机由四川蓝光英诺生物科技股份有限公司成功研制问世。据介绍,3D生物打印的核心技术是生物砖,即一种新型、精准的具有仿生功能的干细胞培养体系。它是以含种子细胞(干细胞、已分化细胞等)、生长因子和营养成分等组成的“生物墨汁”,结合其他材料层层打印出产品,经打印后培育处理,形成有生理功能的组织结构。

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