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3D器官打印将成为生物治疗的新突破点

导读: 干细胞不管是在免疫治疗方面,还是临床治疗方面都带来了可喜的成绩,而3D技术的成熟,拉开了干细胞二维向三维升级的帷幕,有望带动生物创新大革命,带给人类医疗技术的全新升级。

近年来,生物治疗日益受到国内外学者关注,尤其是干细胞技术在生物治疗领域有很大的突破。干细胞不管是在免疫治疗方面,还是临床治疗方面都带来了可喜的成绩,而3D技术的成熟,拉开了干细胞二维向三维升级的帷幕,有望带动生物创新大革命,带给人类医疗技术的全新升级。那么,3D技术会为未来生物治疗发展带来怎样的影响呢?就这些问题,希瑞生命集团高级顾问,虚拟现实3D技术资深专家任昊博士接受了采访。

3D器官打印将成为生物治疗的新突破点

3D技术推动干细胞技术升级

比如如何诱导干细胞像医生们期望的那样生长成不同的组织,如何让这些打印出的器官和人体原有器官无缝衔接,不排斥,功能良好;如何解决打印器官的“保质”问题……总之,这已不仅仅是3D打印方面的专家能独立操作解决的问题,需要和医学专家、生物学专家、计算机专家,甚至设计和数学方面的专家一起合作才有可能实现突破性进展。

但是,一旦此项技术落成,将给生物学界带来难以想象的影响。器官打印一旦成熟,或许会彻底改变人类生活。比如人体器官衰竭无须配型找供体,而是直接应用3D干细胞技术打印人体肝脏植入患者体内。

任博解释说,3D打印器官具体可以用可降解材料先打印出肝脏支架,在支架上附着干细胞,干细胞沿着器官模型迅速生长,有的生长成肌肉,有的生长成表面的组织,最后还要实现血管和神经等系统的再造,最后支架降解,打印出来的肝脏就能发挥肝脏应有的作用。

不仅如此, 3D打印组织模型有助于医生“精准手术”。运用3D技术以1:1的比例打印患者病变器官模型,能让医生在术前熟悉患者器官的具体情况。

3D器官打印将成为生物治疗的新突破点

以往对手术技术细节,医生只能够根据经验判断,而现在医生们有了新的选择,能用生物3D打印技术制作器官模型,在模型上先进行了一次“模拟手术”。因而能针对性地研究出手术方案,大大提高手术成功率。

打印器官上市未来可期

任博介绍,3D生物打印的应用主要有三个阶段:体外手术模型、打印可用于植入人体的类器官和组织以及利用细胞打印出活性器官和组织。上面我们说的器官模型是第一类。目前,该技术还运用于神经外科及脊柱外科的个性化手术模型、假肢等,在复杂病例的手术中,有利于术前规划、辅助病人了解病情以及医疗培训,极大造福了病人。

3D生物打印技术应用的第二个阶段是打印体内植入物。“现有的软组织修复材料,如动物组织、胶原等,会带来动物疾病传播、免疫排异、力学性能弱等问题,而传统的合成材料,也具有不降解、力学顺应性差、组织再生性差等局限。而3D打印在个性化以及微观仿生方面具有突出的优势。”他说。

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