3D生物列印展到了何種程度!

近年來,3D打印技術在醫療行業的應用和貢獻是有目共睹的,每年都有成千上萬的患者受惠於3D打印。

據Wohlers Associates統計顯示,2014年3D生物打印在醫療行業的市場需求為5億美元,而每年的複合增長率為18%,也就是說預計到2022年,3D生物打印的市場規模將激增至18億美元。

而以下這五所大神級研究機構正在催生一場由3D生物打印引領的醫療革命。

Harvard University:開含血管組織3D打印先河

3D生物打印展到了何種程度!

十餘年前,科學家們一直在嘗試3D打印人體組織,但是他們所能打印的人體組織只有一角硬幣的三分之一厚。當科學家試圖打印的更厚的組織層時,內部的細胞就會因缺少氧氣和營養物質而死亡,或者因無法排出二氧化碳和其他廢物而窒息而死。

而在2014年2月,哈佛大學Wyss研究所的科學家們宣佈,他們已經使用多個打印頭和特製的“墨水”創造出複雜的、帶有完整微小血管的生命組織結構。這一成果標誌著科學家向著製造可植入的全功能活性組織(或器官),或者用於測試新藥的安全性和有效性的活性組織邁出了重要一步。 該成果並在當月刊登在《Advanced Materials》上。

Carnegie Mellon University:想要打印心臟和大腦

3D生物打印展到了何種程度!

3D生物打印展到了何種程度!

Carnegie Mellon University(卡內基梅隆大學,簡稱CMU),坐落在賓夕法尼亞州的匹茲堡,是一所美國著名的研究型大學。

2015年來自CMU的Adam W. Feinberg研究團隊利用冠狀動脈的MRI影像以及胚胎心臟的3D圖像,通過3D生物打印,以較高的分辨率和質量,將膠原蛋白、海藻酸鹽和纖維蛋白等軟材料,打印成無生物活性的動脈等。2015年10月Feinberg研究團隊的3D打印研究成果刊登在《科學進展》上。

University of California,San Diego:利用IPS細胞打印人工肝臟

3D生物打印展到了何種程度!

University of California, San Diego(加州大學聖迭戈分校,簡稱為UCSD),美國加州的著名公立大學。

2014年,UCSD的科學家Shaochen Chen教授通過 3D 打印機打印出了一種類似於肝臟功能的物質,它可以為血液解毒。根據設計方案,這種物質能夠感應、凝聚並中和掉血液中的毒素。Chen教授進行3D打印器官研究的主要目的是想要改善藥物研發費時費力的現狀,因為他發現獲得FDA批准上市的藥品的研發道路是極其曲折的,這中間一般需要12年的時間和18億美元的資金投入。這主要是因為研究人員在研發藥物時,沒有合適的實驗模型。

今年2月份,Chen教授利用3D生物打印設備打印肝臟的研究論文刊發在《PNAS》上。

Wake Forest University:全球首個動物體可存活3D打印耳朵

3D生物打印展到了何種程度!

維克森林大學(Wake Forest University,又譯作“維克弗里斯特大學”)建於1834年,是美國一所極富盛名的綜合性研究大學。在美國因地理位置與範德堡大學,杜蘭大學和埃默裡大學共同享有“南哈佛”的美譽。

2016年2月,維克森林大學再生醫學研究所首次使用3D打印機以活細胞為“墨水”製造出人類真實大小的器官和組織。這些組織中佈滿了具有小通道的骨骼、肌肉和軟骨組織,並且在植入小白鼠和兔子體內之後,通道里便可以長出血管,給打印的器官提供養分,維持器官的功能。

不得不提的是,ITOP目前可以打印出可以在小鼠身上存活的耳朵。這表明Atala團隊使用的“生物墨水”和ITOP製造的微型通道給打印器官成活提供了合適環境。

這一成果已經發表在《自然生物技術》期刊上。

University of Wollongong:手持式3D打印機

3D生物打印展到了何種程度!

伍倫貢大學(曾用名:臥龍崗大學,University of Wollongong)建於1951年,位於澳大利亞新南威爾士州伍倫貢市,其工程學院是著名的澳大利亞八校聯盟(Group of Eight)成員 ,澳大利亞十大研究型大學。

2014年,伍倫貢大學科學家研發出一種可以“畫”出新生骨組織的3D打印筆——BioPen,這種筆內部填充有活性細胞和海藻酸鈉,還能讓骨細胞與已有的神經肌肉結合。這種筆的誕生讓骨科醫生可以在手術中根據需求畫出植入物的形狀,患者不用為了一個替換組織等上好幾周。這種新技術也讓病人的恢復時間縮短,並且由於植入細胞可以與現有組織結合,不會產生排異,因此提高了手術成功率。


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