醫(yī)療生物3D打印是一種使細胞結(jié)構(gòu)能夠由裝有干細胞的生物墨水制成的方法,一層一層地沉積生物材料以產(chǎn)生皮膚,組織甚至器官。生物打印項目正在慢慢發(fā)展,每個新項目都離成為一個功能齊全且可行的解決方案僅一步之遙。實驗室和研究中心正在對人體的肝臟,腎臟和心臟進行生物打印。目的是使它們適合于移植以及可行的長期解決方案。實際上,這種方法可以應(yīng)付缺乏器官供體的人,并可以更好地研究和了解某些疾病。3D打印資源庫在這里給大家介紹8大主要的生物3D打印項目,包括3D打印的器官和其他人體部位!
NO1.3D打印心臟
去年四月,一組以色列研究人員展示了一顆櫻桃大小的生物打印的心臟。該器官由細胞,血管,心室和小室組成:這是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)。研究人員從患者自身的脂肪組織中開發(fā)出了一種水凝膠,從而降低了植入后排斥的風(fēng)險。打印過程只需要3到4個小時。心臟雖然沒有兔子的心臟大,但這是令人鼓舞的起點。還要注意BIOLIFE4D所獲得的結(jié)果:這家美國公司成功地對心室和腔室進行了微型人體心臟生物打印。
NO2.3D打印腎臟
在2011年,威克森林再生醫(yī)學(xué)研究所所長Anthony Atala教授首次展示了3D生物打印腎臟。在七個小時內(nèi),他的團隊就能夠從干細胞設(shè)計出這種器官。腎臟不能存活很長時間,但是這個項目充滿了希望。從那以后,打印工作一直在繼續(xù)。例如,在哈佛大學(xué),研究人員成功地對血管化近端小管的3D模型進行了生物打印,以更好地了解腎臟的結(jié)構(gòu)和功能。
NO3.3D打印眼角膜
世界衛(wèi)生組織估計,全世界有1000萬人需要手術(shù)以預(yù)防角膜失明,并且由于角膜瘢痕形成,已有490萬人患有完全失明。在2019年,來自紐卡斯爾大學(xué)的研究人員首次開發(fā)了3D打印的人造角膜,可以將其移植給有需要的人。在從志愿者的眼睛中研究并收集數(shù)據(jù)后,研究人員能夠設(shè)計出角膜的3D模型。最具挑戰(zhàn)性的方面之一是使用正確的材料來保持角膜的凹形形狀,以及找到一種足夠稀薄的墨水以通過3D生物打印機的噴嘴噴出的墨水。僅使用一種健康的人類角膜,他們就可以3D打印50幅人工角膜。眼科學(xué)的突破性進展。
NO4.3D打印卵巢
2017年5月,西北大學(xué)的研究人員正在為有生育問題的婦女開發(fā)解決方案。當(dāng)時,他們已經(jīng)成功地將生物打印的卵巢植入了無菌小鼠中。兩年后,研究人員取得了非常令人鼓舞的進展。他們能夠繪制出豬卵巢中結(jié)構(gòu)蛋白的位置圖,從而使他們能夠制造出一種生物墨水,以生物打印供人類使用的功能性卵巢。此外,研究小組解釋說,他們的方法可以用于鑒定其他類型的蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)可以促進其他器官的生物墨水的產(chǎn)生!
NO5.3D打印肝臟
巴西圣保羅大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功地從血細胞中創(chuàng)建了人類肝臟的微型版本。從患者血液采集到組織生產(chǎn),整個過程僅用了90天。這些使用3D生物打印技術(shù)開發(fā)的肝臟類動物器官整合了相關(guān)器官的功能。這些措施包括重要蛋白質(zhì)的生產(chǎn),維生素的儲存和膽汁的分泌。為了創(chuàng)建肝臟組織,該團隊使用了Inkredible生物打印機,該打印機由制造商CELLINK銷售,該公司是業(yè)界最受認可的公司之一。
NO6.3D打印耳朵
昆士蘭科技大學(xué)(QUT)和Maia Van Mulligan的合作使這項生物印刷項目成為可能,以幫助她恢復(fù)聽力。HearSay基金會也參與了小女孩的康復(fù)工作,該基金會指出3D打印的耳朵功能完備,將使Maia再次聽到。耳朵植入物是使用患者的軟骨細胞制成的,從而降低了植入后排斥反應(yīng)的風(fēng)險。此外,這種類型的定制生物打印解決方案實際上比其他替代方案便宜。
NO7.3D打印胰腺
來自“科學(xué)研究與開發(fā)基金會”的一組科學(xué)家為自己設(shè)定了到2020年開發(fā)功能性3D打印胰腺的目標,這將幫助糖尿病患者避免注射胰島素并最大程度地減少相關(guān)的繼發(fā)并發(fā)癥的風(fēng)險,從而經(jīng)常導(dǎo)致死亡。為了進行生物打印,首先要對患者進行活檢,然后進行干細胞收獲。然后將細胞轉(zhuǎn)化為能夠產(chǎn)生胰島素和胰高血糖素的細胞。然后將它們用作打印胰腺的生物墨水。
NO8.3D打印皮膚
生物打印皮膚的市場正在穩(wěn)定增長:根據(jù)BBC Research的數(shù)據(jù),該市場將從2018年的247億美元增長到2023年的1099億美元。初創(chuàng)公司Poietis已開發(fā)了4D打印皮膚,將來可以將其移植給受害者燒傷或皮膚疾病。已經(jīng)專門為打印過程開發(fā)了一種稱為Cytocentric CAD的軟件,該軟件旨在應(yīng)對模仿人體自身組織的挑戰(zhàn)。這是4D打印,因為組織組件精確地布置在空間中,并且還受到細胞的自組織過程的作用。通過考慮自組織過程,可以創(chuàng)建與人體組織非常接近的高度復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)。與Assistance Publique –Hôpitauxde Marseille合作對4D打印的皮膚進行了臨床測試。Poietis的長期目標是“在每家醫(yī)院中放置生物打印機,以實現(xiàn)個性化組織的生產(chǎn),并縮短等待移植的患者的等待時間,” Poietis創(chuàng)始人Fabien Guillemot博士說。
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