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生物打印不断革新 何时能打印活体器官?

2015-11-06 11:43
安娜PARKER
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  本月,四千名美国人等着做心脏移植。由于心脏功能衰竭,这些病人没有别的选择。心脏组织,跟身体其他组织不同,一旦它损害,无法自我治愈。幸运的是,卡内基-梅隆大学的研究小组报告说,有那么一天,不再需要修复损害的脏器,而只需要做心脏移植手术即可。

  “我们能做冠状动脉的核磁共振图像、胚胎心脏的3D图像和3D生物材料打印。这是史无前例的革命。可以使用特别柔软的材料,比如胶原质、海藻酸盐和纤维蛋白。”亚当·范伯格说,他是卡内基-梅隆大学材料科学、工程和生物化学工程系的助理教授。范伯格带领再生生物材料和治疗学小组进行科学研究。该小组的研究成果已经发表在《科学进步杂志》上。

  传统的3D打印机主要打印用塑料或金属味原料的硬物,它们通过一层一层地打印,创造出3D物体。每打印一层都需要下面一层强劲的支撑。所以,打印凝胶剂这类软材料时,就受到了限制。

  “在过去十年里,在组织工程学里,3D打印各种材料是一个共同的趋势,但是直到现在,没人找到一种方法来装配凝胶体,比如,胶原质或纤维蛋白。”TJ·欣顿说,他是生物医疗工程系的研究生,在卡内基-梅隆大学就读,是该研究的带头人之一。

  “使用软组织的挑战是——想想我们吃的果冻吧,3D打印时,它们会被它们自己的体积压垮。”范伯格说,“所以,我们找到了一个方法,用这方法来打印软材料。我们在一个支撑体材料里打印。关键之处是,我们在一个凝胶体里打印另一个凝胶体。打印的时候,相当精确,可以做到一层一层地打印。”

  这项技术有一个最主要的进步,被命名为FRESH,或者“暂停水凝胶的自由态、可反转、植入技术”。起支撑作用的凝胶体只要被加热到体温那么高的温度,即可被轻易融化,由此不会破坏正在打印的易碎的生物体的分子或活细胞。下一步,该小组将努力把真正的心脏细胞合成入这些3-D打印组织结构里,提供一个支架,以帮助形成会收缩的肌肉。

  生物打印是一个正在发展的领域,但至今为止,3D生物打印耗费了10万美金,并且需要特定的专家来合作,因此受到了限制。但是,范伯格的研究小组能把他们的技术植入更适于消费者使用的3-D打印机,使用源代码开放的硬件和软件,成本低于1000美金。

  “不仅成本低,而且使用源代码开放的软件,我们已经能做到微调打印参数,让我们做的事标准化,最大限度地保证我们的打印质量。”范伯格说。“它加快了我们开发新材料的速度。这是这一领域的一大革新。我们也将在开放源代码许可证的基础上,开放我们的3D打印机设计图。”

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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