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生物3D打印机复制器官研究 - 2018年最具潜力的项目

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发表于 2018-11-8 20:53:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

       3D生物打印器官,尤其是打印心脏,正在为全世界的研究人员和医疗专业人员提供帮助。 尽管目前看来还不是很现实,但该领域非常有前景。 接下来,笔者将为您介绍一下2018年最具潜力的3D打印——打印心脏项目。

        一、生物打印




        3D生物打印是使用增材制造技术,将细胞,化合物和生物材料结合在一起,形成医疗和组织工程中使用的组织样结构。与使用细丝或塑料的传统FDM 3D打印机不同,生物3D打印机使用“bioink”,它是生物材料和细胞的混合物。

        可以想象,这项技术对于医疗行业来说非常重要,其主要用途是可以挽救数百万需要更换器官,或需要移植的患者的生命。据统计,美国每天约有20人因为没有器官更换而死亡。更糟糕的是,有些更换的器官因为身体机能的排斥情况,也可能面临着移植的失败。因此,如果能够使用患者自己的细胞3D打印人造器官,就可以消除移植行业中这种主要缺陷。

        二、Biolife4D成功展示了人体心脏组织的实际生物打印




        今年,总部位于芝加哥的Biolife4D公司成功展示了人体心脏组织的实际生物打印。

        他们的过程始于磁共振成像程序,用于创建患者心脏的3D图像。接下来就是设计新心脏的数字模型,以匹配原始的形状和大小。

        使用心脏细胞结合营养素和其他生物材料创建bioink。这些心脏细胞来自患者自己通过血液样本。来自血液的细胞实际上被重新编程以产生专门诱导的多能干细胞,然后可以将其转化以产生心脏细胞。

        最后,3D生物打印机打印心脏组织,然后在生物反应器中成熟,使其准备移植。

        请记住,整个过程目前是公司希望实现的目标。目前,他们已经能够成功地打印出一块血管化和导电的心脏组织。这意味着心脏组织的碎片具有血液流动并且可以像真正的心脏一样收缩。该公司的下一个里程碑是创建替代心脏瓣膜,小直径血管移植物和微型3D打印心脏 (大约相当于鼠标心脏的大小 ) 然后再转移到人类身上。

        三、维克森林再生医学研究所




        维克森林再生医学研究所所长Anthony Atala博士是3D生物打印领域的一个重要名称。 他的团队已经成功地将膀胱移植到活体患者体内。 在2018年4月,他们进一步发表了一篇论文,描述了他们如何使用大鼠心脏细胞进行3D生物打印功能和收缩心脏组织。

        将细胞悬浮在bioink中并印刷成精确的结构。 这允许心脏细胞排列成类似于人心脏组织的有组织结构。 Atala博士及其同事甚至能够测试肾上腺素的影响,肾上腺素会增加心率,而卡巴胆碱会降低心率。 他们发现这两种药物都会导致预期的心率变化。

        然而,就像Biolife4D的心脏补丁一样,在我们开始使用全尺寸功能性和血管化3D打印心脏之前,还有很多工作要做。

        四、人造硅胶心脏




        虽然没有生物打印,但在2017年,来自瑞士的一组研究人员发表了一篇论文,描述了在硅胶中3D打印的全功能跳动心脏的发展。 他们的工作大致与人类心脏大小相同,并模仿相同的功能,展示了我们如何在不需要移植的情况下快速接近更换心脏的能力。

        就像真正的人类心脏一样,这种硅胶版本具有左右心室以及通过加压空气驱动泵送动作的腔室。 这个使用3D打印机制作的心脏由于材料降解和减弱,持续了大约30分钟或3,000次。



        来源:创想三维 https://www.cxsw3d.com/


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