生物3D打印技術(shù)不斷突破,，看好未來在人體中的應(yīng)用

近幾年間，3D打印技術(shù)在全球范圍內(nèi)一躍成為新焦點(diǎn),，我國在“十三五”規(guī)劃中也重點(diǎn)提及打造3D打印生態(tài)鏈,。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球3D打印市場價(jià)值將超過200億美元,，而生物醫(yī)療3D打印市場將持續(xù)保持高比例增長。南極熊在之前盤點(diǎn)過2016年生物3D打印技術(shù)的突破——盤點(diǎn)：2016年生物3D打印領(lǐng)域突破進(jìn)展

不同于我們所熟知的工業(yè)及消費(fèi)級(jí)3D打印技術(shù),，生物3D打印技術(shù)是一種融合材料學(xué),、細(xì)胞學(xué)、工程學(xué)以及3D打印等多學(xué)科和領(lǐng)域的新型再生醫(yī)學(xué)工程技術(shù),。先通過計(jì)算機(jī)處理CAD數(shù)據(jù)模型,，將三維模型分為多個(gè)二維層面，再以細(xì)胞或者生物構(gòu)造塊等活性材料為原材料,，按照二維層面逐層累加材料,，以重建人體組織和器官等生物產(chǎn)品。

隨著全球醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，生物3D打印技術(shù)逐漸受到青睞,，在醫(yī)療模型、假肢,、齒科手術(shù)模板,、顱骨,、頸椎人工椎體及人工關(guān)節(jié)等方面應(yīng)用前景可觀，實(shí)用性,、可替代性都極具優(yōu)勢,。對(duì)此，上海大學(xué)快速制造工程中心胡慶夕教授認(rèn)為：“組織缺損是人類健康面臨主要危害之一,，生物3D打印是解決組織缺損的重要方法,，從而實(shí)現(xiàn)自身有功能的活體組織的永久性替代，實(shí)現(xiàn)組織缺損的完美形態(tài)修復(fù),�,！�

近期，生物3D打印公司Organovo通過臨床數(shù)據(jù),，證明了生物3D打印人肝組織植入物是如何生存和維持功能的,。其首席戰(zhàn)略官和執(zhí)行副總裁Eric Michael David解釋說，“我們的臨床數(shù)據(jù)表明了血管和組織移植的可能性,，并意味著3D打印組織能鼓勵(lì)血管生長和骨髓融合,。”預(yù)計(jì),，Organovo公司生物3D打印肝臟組織可以在2019年左右通過FDA的審核,。

2016年12月11日，康裕建教授代表四川省生物增材制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,、四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司,、四川大學(xué)華西醫(yī)院再生醫(yī)學(xué)研究中心向全球發(fā)布了由其團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的3D生物打印促進(jìn)人工血管內(nèi)皮化的研發(fā)項(xiàng)目取得的重大突破：全球首創(chuàng)依托干細(xì)胞生物墨汁技術(shù)構(gòu)建的3D生物打印血管成功植入恒河猴體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)血管再生,�,？翟＝ń淌谡J(rèn)為，這項(xiàng)干細(xì)胞應(yīng)用技術(shù)的突破標(biāo)志著在世界范圍內(nèi)3D生物打印技術(shù)在臨床應(yīng)用的開啟,，同時(shí)將引領(lǐng)干細(xì)胞制造組織,、修復(fù)器官的再生醫(yī)學(xué)新時(shí)代。

此外,，哈佛大學(xué)的Jennifer Lewis實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家邁出了創(chuàng)建人工腎臟的第一步,。通過3D打印機(jī)，Jennifer Lewis和她的同事創(chuàng)建出了腎小管,，能夠?yàn)檠�液流�?dòng)提供血管網(wǎng)絡(luò),，一定程度上可以代替生物捐獻(xiàn)腎臟。要完成3D打印腎小管,，首先要在室溫下用一種含有人類干細(xì)胞的凝膠支撐3D組織網(wǎng)格,。隨后再使用另一種可在冷卻時(shí)變成液體的凝膠流出網(wǎng)格，以留下可生長的血管。將材料封閉在細(xì)胞外基質(zhì)中,，將生長因子加入到中空通道中,，以促使干細(xì)胞分化成特定的細(xì)胞類型。這種3D打印的腎小管可以存活超過兩個(gè)月,。

再過去的幾年中,，生物3D打印領(lǐng)域已經(jīng)取得了諸多重大突破，如3D打印人類皮膚,、骨骼,、甚至是功能齊全的甲狀腺，這些都為實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜或獨(dú)特結(jié)構(gòu)的器官打印鋪平了道路,。隨著技術(shù)的發(fā)展,，科學(xué)家正在逐步攻克器官打印難題，未來生物3D打印可替代功能器官或許并不是夢,。

除了提供一種創(chuàng)造可行的人體器官的方法外,，生物3D打印還是進(jìn)行先進(jìn)藥物測試程序的關(guān)鍵。生物學(xué)家現(xiàn)在可以3D打印人類干細(xì)胞組織來有效的測試某些藥物對(duì)人體器官的影響,，如科學(xué)家3D打印出功能類似于人類肝臟的一部分組織之后,，將某些藥物注射到這些組織中并觀察其的反應(yīng)。這種測試藥物的方法比在動(dòng)物身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更有效果,，同時(shí),，還不會(huì)受到倫理的譴責(zé)。

因此,，美國食品和藥物管理局(FDA)與各大公司展開合作,，為更好地將3D打印技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)藥與醫(yī)療領(lǐng)域，比如推出3D打印藥丸,、3D打印植入物,、3D打印器官和組織等。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,，目前北美在全球生物3D打印市場中占據(jù)最大份額,，2015年估值接近1億美元。在2016年至2022年期間,，全球市場預(yù)計(jì)將以35.9%的年復(fù)合增長率進(jìn)行增長,。

來源：OFweek3D打印網(wǎng)
延伸閱讀：
盤點(diǎn)：2016年生物3D打印領(lǐng)域突破進(jìn)展
《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出：推進(jìn)3D打印技術(shù)在植(介)入新產(chǎn)品中應(yīng)用