新型機(jī)器人系統(tǒng)可將細(xì)胞3D打印到體內(nèi)器官上

來源：cnBeta

新南威爾士大學(xué)（UNSW）的工程師的工作讓3D生物打印的潛力得到了進(jìn)一步的擴(kuò)展,，他們開發(fā)了一種軟體機(jī)械臂,，可以直接打印到人體內(nèi)部的器官和組織上,。近年來,，利用3D打印技術(shù)創(chuàng)建包含活細(xì)胞（生物匯）和藥物的生物材料已經(jīng)出現(xiàn),，通過創(chuàng)建例如心臟或胃腸補(bǔ)片來治療一系列疾病,。

目前,，生物打印主要用于研究和開發(fā)新藥。它需要使用大型3D打印機(jī)來創(chuàng)建構(gòu)造物,，然后通過手術(shù)植入體內(nèi),，這有其自身的風(fēng)險(xiǎn)，包括組織損傷和感染的風(fēng)險(xiǎn),。因?yàn)樯�物材料通常是柔��,、脆弱的結(jié)構(gòu)，它們有可能在植入過程中被人工損壞,。

使用外部創(chuàng)建的三維構(gòu)建體的另一個(gè)常見挑戰(zhàn)是,，構(gòu)建體和它被植入的組織表面之間可能會(huì)出現(xiàn)不匹配。將生物材料直接植入目標(biāo)組織提供了一個(gè)有希望的解決方案,。

新南威爾士大學(xué)的工程師們已經(jīng)開發(fā)出一種微型,、靈活的軟體機(jī)械臂,，可以像內(nèi)窺鏡一樣插入體內(nèi)，將生物材料直接送到器官和組織的表面,。

這個(gè)被稱為F3DB的概念驗(yàn)證裝置是由外部控制的,，包括一個(gè)長(zhǎng)而靈活的機(jī)械臂，在其末端有一個(gè)高度可操作的旋轉(zhuǎn)頭,，通過一個(gè)微型多方向的噴嘴"打印"生物墨水,。

該研究的通訊作者Thanh Ngo Do博士說："現(xiàn)有的3D生物打印技術(shù)需要在體外制作生物材料，將其植入人體內(nèi)通常需要進(jìn)行大型的開放性手術(shù),，這增加了感染風(fēng)險(xiǎn),。我們靈活的3D生物打印機(jī)意味著生物材料可以用一種微創(chuàng)的方法直接送入目標(biāo)組織或器官。原型能夠通過密閉和難以到達(dá)的區(qū)域3D打印多層生物材料和不同的尺寸和形狀,，這要?dú)w功于它靈活的機(jī)身,。"

一旦F3DB在一個(gè)區(qū)域完成了打印，它可以被引導(dǎo)到另一個(gè)地方,，再次開始這個(gè)過程,。這意味著該設(shè)備可用于打印大面積的生物材料，包括結(jié)腸,、胃、心臟和膀胱等器官的整個(gè)表面,，這是目前生物打印設(shè)備無法做到的,。

工程師們?cè)隗w外的平面和曲面上測(cè)試了F3DB，包括在人工結(jié)腸內(nèi)和豬的腎臟表面,，使用巧克力,、復(fù)合凝膠和生物材料精確打印不同的形狀。

重要的是,，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞沒有受到打印過程的影響,，而且在打印之后，大部分細(xì)胞仍然活著,。

除了打印生物材料外,，該設(shè)備還像普通的內(nèi)窺鏡設(shè)備一樣運(yùn)作，使用水柱清潔結(jié)構(gòu),，標(biāo)記病變,，解剖組織。

該研究的主要作者M(jìn)ai Thanh Thai說："與現(xiàn)有的內(nèi)窺鏡手術(shù)工具相比,，開發(fā)的F3DB被設(shè)計(jì)成一個(gè)多合一的內(nèi)窺鏡工具,，避免了使用通常與更長(zhǎng)的手術(shù)時(shí)間和感染風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的可更換的工具。"

目前,，還沒有商業(yè)化的設(shè)備可以打印到內(nèi)部組織和器官上,。F3DB背后的團(tuán)隊(duì)說,，隨著進(jìn)一步的開發(fā)，該設(shè)備應(yīng)該在5到7年內(nèi)就可以供醫(yī)療專業(yè)人士使用,。

該研究發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》雜志上,。