整個生物3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常迅速，并且逐漸承擔起了救死扶傷的使命。各式各樣的生物打印機逐漸面世，它們提高了醫(yī)學研究工作者的生產(chǎn)力，為他們賦予能力。
生物打印設備使得研究人員可以結合細胞、凝膠、纖維、聚合物、陶瓷和金屬等材料做出生物支架，從而取代那些受損或者壞死的人體組織和器官。
事實上，生物打印研究領域非常廣泛，目前在全球已經(jīng)應用在以下領域：
l 皮膚
l 骨組織
l 血管
l 器官(比如心臟，腎臟，胎盤，卵巢等等)
l 藥物和營養(yǎng)物控釋
皮膚
對大面積燒傷的人來說進行植皮手術所需大面積的皮膚是很困難的，因此醫(yī)學研究中一直在尋找簡單的方法制造出植皮所需的皮膚。
威克森林大學再生醫(yī)學研究院的研究員們正在研究一種用生物打印技術制造皮膚薄層的方法。制皮之前需要取自傷者身上一塊不大于郵票的皮膚組織，分析這塊皮膚的層數(shù)分布后，這塊組織被放置在經(jīng)過消毒的噴墨盒中，研究員進行編程輸入打印機中，打印機將會按照程序，參照供體的細胞，利用一種膠體和特殊材料制作出與舊皮膚組織結構相同的新皮膚組織。
研究人員還希望能夠在任何地方輕松的制造皮膚。比如醫(yī)務人員可以提著一個便攜式皮膚打印機到戰(zhàn)場上受傷的士兵身邊，掃描傷口，確認所需皮膚層數(shù)，從傷者身上提取細胞然后打印出一塊不會產(chǎn)生排斥反應的皮膚，這樣士兵就能得到及時的治療。
骨組織
英國格拉斯哥大學從旨在幫助地雷爆炸幸存者的慈善機構那里獲得了280萬英鎊的資助，以開發(fā)一種3D打印骨頭的方法。
該校的3D打印骨頭開發(fā)團隊同意在一只狗身上嘗試該技術。一種骨碎片、BMP-2、聚(丙烯酸乙酯)/PEA(充當粘合劑)和狗的骨髓混合物被植入到腿部的裂縫中。七周后，骨頭重新生長出來，這只狗完全康復，并恢復了正常生活。
手術的成功對人類來說是個好消息。雖然離在人類身上測試這種技術還有幾年的時間，但該技術能修復這樣一種復雜的損傷這一事實為世界上數(shù)百萬的地雷爆炸幸存者帶來了希望。此外，這種 3D打印技術 還能促進人體任何部位上的骨頭生長。
血管
近日，俄勒岡健康與科學大學(OHSU)的研究人員開發(fā)出一個工藝，用一臺生物打印機來在已經(jīng)拔出的牙齒中打印血管，這預計將對根管治療產(chǎn)生積極影響。
OHSU使用預血管化的漿狀組織來促進牙髓再生，并且能實現(xiàn)一個更好的長期治療。為了證明新方法的效果，研究人員在一顆已經(jīng)拔出的人類牙齒中種植入一種由水凝膠、牙髓細胞和內(nèi)皮細胞組成的物質(zhì)，內(nèi)皮細胞會形成血管的內(nèi)部。
一移除拔出牙齒的牙髓，團隊就將水凝膠物質(zhì)和牙髓細胞注射在一個纖維模具周圍，纖維模具用于形成微通道血管?；谝郧暗难芯?，研究團隊用一臺生物打印機創(chuàng)建了一個瓊脂糖纖維模具。隨后，研究人員取出纖維，并注射入內(nèi)皮細胞來替代它。七天后，他們發(fā)現(xiàn)血管開始形成。
經(jīng)過這些成功的實驗，研究團隊希望開始進行體內(nèi)試驗，以確定上述方法在直接應用時是否會成功，研究人員相信“這一發(fā)現(xiàn)可能會改變未來根管治療的方式”。實驗結果證明，制造人造血管是一種高效的策略來完全再生牙齒的功能。
器官
3D生物打印技術可讓科研人員另辟途徑地制造人體替換器官，雖然將其應用于醫(yī)療服務領域還需很長一段時間，但是科學家相信隨著3D生物打印技術以及再生醫(yī)學的發(fā)展進步，將最終實現(xiàn)人體器官的個性化定制。
迄今為止在實驗室培育出來的器官只是含有相當簡單的結構。肝臟、心臟和腎臟等固體內(nèi)臟的制造過程更加復雜。但耶魯大學一所實驗室已用細胞替換技術制造出老鼠肺。它們可在這些嚙齒動物體內(nèi)運作一段時間。
隨著研究人員更多的利用生物打印技術去解決組織工程問題，相信不久的將來，這些難題都將成為過去。
藥物控釋
倫敦大學制藥學院發(fā)表了一篇《3D打印藥片的幾何形狀對于藥物釋放的影響(Effect of Geometry on Drug Release From 3D Printed Tablets)》的論文，詳細說明了利用3D打印技術制造一般難以制造的異形藥片的方法。
未來藥劑設計和制造很可能會從限定劑量的片劑(膠囊或)的大批量生產(chǎn)，轉變?yōu)獒槍蝹€病人限定劑量的即時制造。為了應對這一挑戰(zhàn)，制藥行業(yè)需要評估和接受新的制造技術，其中一項具有潛在應用可能的技術就是3D打印。
幾何形狀確實在決定藥物釋放曲線中起著主要作用。當在3D打印的藥片表面積保持恒定時，藥物釋放速度最快的是金字塔形的藥片，然后是圓環(huán)體、立方體、球體，最后才是圓柱體。這個排序與片劑表面積/體積比率直接相關，因為圓柱體的這一比值最低，而金字塔狀的則最高。片劑的藥物釋放動力學顯示其對表面積并非依賴關系，而是跟表面積與體積的比率直接相關，換言之幾何形狀對藥物釋放曲線存在影響，而大量形狀類似的片劑表現(xiàn)出來的溶解曲線幾乎沒有差別。
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