盤點——生物醫(yī)療3D打印領(lǐng)域八大最新進展

近年來，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到重視，其主要應(yīng)用實例有：人體植入物、手術(shù)導板、醫(yī)療器械等。每個人的骨骼形態(tài)都是獨一無二的，3D打印技術(shù)能夠根據(jù)每個人原生骨骼的特征進行個性化定制，生產(chǎn)出與原生骨骼完全匹配的產(chǎn)品，從而減少植入物（或假體）對人體的影響，最大程度恢復人體骨骼的正常功能。接下來南極熊盤點一下最近3d打印在生物醫(yī)療領(lǐng)域的最新進展。

隨著技術(shù)、材料、投資、政策法規(guī)等大環(huán)境逐漸改善，3D打印正在被越來越多的醫(yī)生和醫(yī)院采納，成為精確和個性化治療的強有力的輔助手段。而近期一系列生物3D打印領(lǐng)域的驚喜進展，也為我們展現(xiàn)了諸多的可能和機遇。

1.迪拜計劃在其所有醫(yī)院中應(yīng)用3D打印技術(shù)

近日，迪拜衛(wèi)生局（DHA）宣布，到2017年，迪拜所有的醫(yī)院將在各種應(yīng)用中使用3D打印技術(shù)，包括3D打印假肢、假牙模具、骨折石膏以及用于術(shù)前準備和模擬的3D打印器官。

DHA組織變革部主任Mohammad Al Redha博士說，將3D打印技術(shù)整合入迪拜所有的醫(yī)院的計劃已經(jīng)制定好了，在接下來的一年中會推進落實。 “這種策略將加速醫(yī)療程序、節(jié)約成本以及幫助醫(yī)生在術(shù)前階段計劃復雜的手術(shù)。”

點評：土豪迪拜在3D打印應(yīng)用方面一直是“大手筆”的典范，在醫(yī)療3D打印方面的規(guī)劃布局也接連而至。如果這些規(guī)劃能在短期內(nèi)實現(xiàn)，迪拜無疑將成為這一領(lǐng)域的領(lǐng)導者。

2.以干細胞為原料的3D打印骨組織工程支架

荷蘭Maastricht大學Moroni實驗室（歐洲最大的生物制造中心之一）近日研發(fā)出一種獨特的3D打印支架，從而為干細胞定向分化成為骨骼細胞創(chuàng)造了有利條件。

項目研究人員表示，他們希望通過3D打印支架來控制細胞的“命運”，并建立包括皮膚細胞、骨細胞等細胞結(jié)構(gòu)的完整數(shù)據(jù)庫。“第一代產(chǎn)品中的細胞是懸浮在水凝膠、或著被植入3D多孔基質(zhì)當中的，但是這些再生組織會在手術(shù)幾年后導致退化，因此還需要再次進行手術(shù)。”

要解決這些障礙，3D打印的“智能構(gòu)建”作用尤為關(guān)鍵，它幫助實現(xiàn)對植入干細胞的控制。“更好地控制細胞間的物質(zhì)互相作用是非常必要的，這樣可以維持組織工程的結(jié)構(gòu)和時間。同時也是將細胞保持在原位、控制細胞在3D打印支架中休眠、繁殖和分化的關(guān)鍵。”

點評：干細胞分化，是邁向3D打印骨骼植入物非常重要的一步。Maastricht大學此次的研究成果，為3D打印骨骼和關(guān)節(jié)植入物的開發(fā)注入了新的可能。

3.哈佛科學家3D生物打印出“活的”腎臟模型

哈佛大學Hansörg Wyss生物工程教授Jennifer A. Lewis領(lǐng)導的一個研究團隊3D打印出了一個管狀的3D腎結(jié)構(gòu)，據(jù)稱該結(jié)構(gòu)能夠再現(xiàn)腎的功能。

通過與羅氏制藥公司的科學家Annie Moisan的密切合作，他們在之前的基礎(chǔ)上構(gòu)建出了一個功能性的3D腎結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)包含活的人類上皮細胞，該細胞組成了腎小管表面。目前這項研究已經(jīng)在線發(fā)表在了《Scientific Reports》雜志上。

團隊創(chuàng)建的3D腎結(jié)構(gòu)模擬的是近端小管，是腎小管中最長最粗的一段，是每個腎單位的重要組成部分。

點評：3D打印人造器官還有多遠？Organovo、Wake Forest等企業(yè)組織在這一方面已經(jīng)做出了一些成果，而哈佛大學的腎臟結(jié)構(gòu)模型，助推3D打印往這個終極方向邁進了有益的一步。

4.韓國研發(fā)新型蠶絲3D打印機 用于制造醫(yī)療植入物

韓國農(nóng)業(yè)發(fā)展管理局（RDA）宣布其與翰林大學聯(lián)合研制了一臺以蠶絲蛋白為材料的新型3D打印系統(tǒng)，主要用作醫(yī)療設(shè)備。

蠶絲是一種含75%蠶絲蛋白的蛋白纖維，蛋白質(zhì)因良好的生物相容性通常被用于制造醫(yī)療設(shè)備，認識到這種材料的好處，以及3D打印技術(shù)在精確形狀成型方面日益增長的潛力，RDA和翰林大學的研究人員決定用蠶絲3D打印骨科植入物，例如：鋼板、螺釘、夾等。

點評：蠶絲蛋白來做材料，不僅生物相容性容易受到認可，成本也低、來源豐富又不用費大工夫去調(diào)制，怎么想怎么方便！商業(yè)化之后大概韓國的養(yǎng)蠶業(yè)也會火咯~

5.3D打印可定制血管支架

近日，來自美國西北大學的兩位科學家Guillermo Ameer和孫成共同合作，使用3D打印技術(shù)開發(fā)出了能夠根據(jù)患者身體情況進行定制的可生物降解彈性支架。這種技術(shù)被稱為一種被稱為微連續(xù)液相界面制造（microCLIP）。

“當下絕大多數(shù)的支架都是用金屬支撐的，只有現(xiàn)成的幾種尺寸可供選擇。如果支架不合適的話，就有可能會在動脈中移動，干擾血液流動，這有可能最終導致植入失敗。通過3D打印具有能夠滿足患者血管對于精確幾何形狀和生物特性的要求的支架，我們預計可以最大限度地減少這些并發(fā)癥的概率。”

6.用于打印微流控芯片的3D打印機

Dolomite推出了全球第一臺可以打印流體密封裝置的商用3D打印機Fluidic Factory，它能夠提供快速、簡便、可靠的打印服務(wù)，每片芯片的打印成本僅需1美元。所用3D打印材料是經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準的一種堅固且半透明的材料，名為環(huán)烯烴共聚物（COC），對3D打印設(shè)備而言，這種材料容易獲取而且價格便宜，幾乎適用于所有應(yīng)用。

點評：微流控系統(tǒng)可以為3D 組織提供營養(yǎng)、氧氣和生長因子，具有更廣泛的類型、功能與用途。未來，先進的生物3D打印機不僅可以打印微流控平臺，還可以同時在微流控平臺中直接打印出定制化的微觀人體組織。

7.3D打印“超彈性骨頭” 重建手術(shù)可快速融合再生

來自西北大學（位于美國伊利諾州的埃文斯頓市）的研究者發(fā)明出超彈性骨頭。這種“超彈性骨頭”可以被植入到皮下作為骨頭生長的支架，或是取代失去的骨頭。

這種骨頭含3種成分：氫氧磷灰石、具生物相容性的聚己內(nèi)酯和溶劑。它極易切割、折疊、翻卷，它還能在不需要膠水或膠布的情況下被按壓到骨頭材料缺失的位置。另外，它還具備了高度多孔性和吸附性，這些對于讓骨移植材料促進血管生長非常重要。

點評：若你在不久的未來傷到了骨頭，3D打印也許就是你最佳的良藥。雖然這項技術(shù)還未在人體上進行試驗，但研究人員已經(jīng)在動物（猴子和大鼠）身上取得了成功。這種做法對傳統(tǒng)的骨重建外科手術(shù)來說是一大進步。

8. 歐萊雅探索3D打印毛囊技術(shù)

近日，歐萊雅與該國生物技術(shù)初創(chuàng)公司Poietis簽訂了一份獨家科研合作協(xié)議。兩家公司將共同運用生物打印和頭發(fā)方面的生物突破技術(shù)，探索3D打印功能性毛囊的可能性。

雙方將使用Poietis的自定義激光輔助3D生物打印技術(shù)，并結(jié)合歐萊雅在頭發(fā)生物學方面的專長。Poietis的3D打印平臺可用獲得10微米的細胞分辨率，而且其活性細胞比率高達95%。借助3D打印技術(shù)，這些細胞結(jié)構(gòu)通常三個星期就能成熟，并能夠用于組織測試，請關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。

來源：3d打印世界
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