侵权投诉
搜索
更多>> 热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

深度揭秘3D生物打印:一场医疗界的惊天大革命

2015-12-09 09:14
姚看江湖
关注

  当3D打印技术最初问世的时候,人们对它的期许更多在工业生产领域。而现在,随着技术的不断突破,它开始在生物医疗领域显现出更高的利用价值。

  近年来,世界范围的顶尖科研团队先后利用3D生物打印技术开始进行人类肝脏、脊椎、心脏等器官的移植尝试。有观点认为,3D打印是解决健康产业个性化需求和规模化制造二者矛盾的方案之一。3D生物打印在提升现有医疗技术水平,比如个性化医疗方面,会大有作为。实际上,国务院发布的《中国制造2025》也明确指出,实现生物3D打印,诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。

  用机器打印活生生的器官,看上去匪夷所思的技术到底有多“神秘”?3D生物打印机如何工作呢?

  概念提出:

  为解决移植器官来源有限的问题

  3D生物打印的最终目的是为了解决移植器官来源有限的问题,因为在现有的医疗手段中,一个器官的获取要以另一个人器官的失去为前提,而主动或被动失去的器官数量又远远少于需要的器官。

  例如,中国每年需要肝脏移植的终末期肝病患者有一百万左右,其中只有三到四千人接受了移植手术;而每年需要透析的十二万例病人中只有二十分之一可以找到肾源。因此,研究者们开发了很多替代方案,如使用动物来源的器官或人工制造的器官等。

  3D生物打印机的出现,有可能解决这方面的问题,从而延续病人的生命,提高他们的生活质量。

  打印原理:

  人体细胞作为生物墨水

  3D生物打印机需要人体细胞作为生物墨水,首先,研究者将从人们的骨髓或脂肪中提取出干细胞,通过生物化学手段,使它们分化成不同类型的其他细胞。随后,这些细胞将被封存成“墨粉”,每一滴“墨粉”里可能包含1万到3万个细胞。当3D生物打印机开动时,“墨粉”将通过打印头聚拢在事先设计的部位上,打印器官的雏形便逐渐显现。

  据清华大学生物制造中心副主任林峰介绍,根据打印材料、生物学性能和应用情况,生物3D打印包括四个层次。

  “第一个层次是用普通的工程材料,打印出体外的个性化模型,给医生用于诊断、交流或设计手术治疗方案。”林峰拿起一个浅黄色的下颌骨模型指点着说,“这是一位病人的下颌骨。如果医生要在这里打个钉子,就可以根据病人的CT图像在计算机中重建出病人的下颌骨模型并打印出来,医生还可以在模型上规划好打孔的位置、角度和深度,设计出能够辅助手术的导板,再利用三维打印制作出导板,用于手术过程中,从而提高手术的正确性。”

  第二个层次是用生物相容性良好、不可降解的材料,打印出可以移植到病人身体里的植入器件,替代受损部位。“比方说根据病人这侧耳朵建立一个耳朵数字模型,用聚氨酯弹性体三维打印出另一侧的耳朵模型,然后植入病人的皮下进行缝合。”

  第三个层次用的是可降解材料,为组织再生打印出含有丰富孔隙的支架,接种细胞后,进行体外或体内的培养,以实现缺损组织的再生和修复。

  第四个层次与前三个层次不同,是用活生生的细胞进行三维打印,打印出模拟组织三维结构的细胞三维结构或类组织。

1  2  下一页>  
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。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号