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生物3D打印引领一场医疗革命

2016-01-12 10:08
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  生物3D打印的标准化产品最早是2007年由意大利公司开发出来的髋臼杯,该产品模拟骨小梁的微观结构,便于骨组织的长入。大部分生物3D打印的标准化产品都集中在骨科领域。

  徐弢解释,骨头的常见替代材料是钛合金,为使其与人体骨头更匹配,就需要降低钛合金的强度,就要在上面打一些孔使其成为蜂窝状,使用传统的制造方法既耗时长成本又高,而3D打印则可以很好地解决这个问题。

  还有一块意义重大的领域是细胞打印。这也是徐弢此前重点研究的领域。目前,世界上已有公司利用细胞打印的技术打印出肝脏、肾脏等用作药物试验。对于此,徐弢表示,细胞打印的组织修复产品,虽然技术局部取得突破,但目前各国都未有相关的注册法规,对产品的评价还存在巨大挑战,产业化应用目前还未见报道,预计产业化应用要15年甚至更长的时间。

  根据美国器官资源共享网络(UNOS)公布的数据,目前美国每天有超过11万人等待器官移植,而捐赠人数只有0.7万人;全世界大约每1.5小时就有一名需要进行器官移植的病人因等待而死亡。据估算,中国每年对组织器官修复及移植的需求将超过1000万例,现有市场规模超过1000亿元人民币。

  是否可以利用3D生物打印技术打印出器官以缓解供体缺乏难题?徐弢说,理论上是可以的,但还需要很长的时间才能转化成实际应用。以打印心脏为例,心脏是人体最复杂的器官之一,打印器官理论上需要把动物心脏细胞,如心肌细胞、纤维细胞和血管细胞准备培养好,经过3D打印机喷涂,为了保持细胞活性,还要准备特殊的培养器,提供氧气、控制温度和合适的酸碱度,保证细胞存活。因此,上面所说的步骤只是从理论上来讲,现实中涉及到细胞的选择、材料的选择和生物因子的选择,每一个都是大课题。

  然而,一旦这个方向有所突破,实现细胞打印对活体组织及器官的再造,将是人类现代医学历史上的划时代成果,引领一场医疗革命。

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