3D打印沒(méi)什么用？生物工程實(shí)力打臉
/ 2016-08-24 09:13:19
以為3D打印只能打些擺件和玩具？生物工程第一個(gè)表示不服
在插入血管和人造皮膚領(lǐng)域領(lǐng)域，3D“生物打印”技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。之所以會(huì)有這種進(jìn)步，部分原因得益于“仿真人體器官芯片(organ-on-a-chip)”技術(shù)的發(fā)展——實(shí)惠的、支持人體組織生長(zhǎng)的微工程架構(gòu)。
肺、腸、以及胰腺組織已經(jīng)都可以在人類干細(xì)胞專業(yè)芯片上成長(zhǎng)，也允許研究人員了解不同患者之間的生理差異，并且還能測(cè)試新藥物的療效。事實(shí)上，生產(chǎn)這種芯片是一種制造挑戰(zhàn)，但3D打印技術(shù)則可以減少生產(chǎn)時(shí)間和成本。
用于微流體制造和生物打印3D人體組織的3D打印技術(shù)，如今已經(jīng)走到了十字路口上。未來(lái)，這種技術(shù)對(duì)于單步仿真人體器官芯片工程來(lái)說(shuō)非常有幫助，而且也給學(xué)術(shù)研究帶來(lái)極大的靈活性和生產(chǎn)力。
皮膚生物打印技術(shù)也開(kāi)始受到人們的關(guān)注，目前，研究人員雖然正處于設(shè)計(jì)過(guò)程初級(jí)階段，但是該技術(shù)已經(jīng)能夠幫助患者治療燒傷或慢性傷口了。
現(xiàn)在，是時(shí)候利用精密的機(jī)器控制去創(chuàng)造人體組織工程架構(gòu)了。
不過(guò)，人體骨骼、軟骨、皮膚、肌肉、血管和神經(jīng)目前還都只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)被打印出來(lái)，構(gòu)建能幫助患者的、更復(fù)雜的人體組織設(shè)計(jì)也依然處于發(fā)展階段。顱面重建技術(shù)會(huì)幫助那些得了癌癥或是曾經(jīng)歷過(guò)面部受傷的患者，因此很多技術(shù)人員都在著手這一領(lǐng)域的研究。
據(jù)稱在短期內(nèi)，3D打印的細(xì)胞“支架”可以用于改善下巴，以及人體面部其他區(qū)域的缺陷。但從長(zhǎng)期來(lái)看，外科醫(yī)生認(rèn)為，還是需要以臨床前研究、智能聚合物、以及能夠支持生產(chǎn)的生物打印結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，而滿足這些條件仍然有很長(zhǎng)一段路要走。
另一方面，3D生物打印技術(shù)還能幫助人們?cè)u(píng)估新藥物的療效，比如，3D生物打印可以制造由不同細(xì)胞類型組成的“細(xì)胞器”，以及帶有工程化血管的腫瘤模型。在3D生物打印技術(shù)的支持下，人們有可能在實(shí)時(shí)條件下監(jiān)測(cè)不同器官的藥物交互情況，藥物研發(fā)的迭代速度也會(huì)加快。
隨著先進(jìn)的生物打印技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，未來(lái)十年，與人體組織模型相關(guān)的制造技術(shù)將會(huì)對(duì)醫(yī)療發(fā)展產(chǎn)生巨大影響，3D打印也將成為一種重要的工具。
雖然3D打印有所進(jìn)步，不過(guò)研究人員還是強(qiáng)調(diào)這項(xiàng)技術(shù)仍面臨著許多挑戰(zhàn)。利用生物組織工程所創(chuàng)建的3D血管網(wǎng)絡(luò)，需要確保在植入人體之后能夠和其他器官兼容；此外，這項(xiàng)血管網(wǎng)絡(luò)還需要能夠直接連接到病人的動(dòng)脈或靜脈組織。
目前，3D打印血管是人體組織工程應(yīng)用中急需克服的問(wèn)題之一，也是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的主要障礙。
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