制造業(yè)一直在使用3D打印機(jī)為其產(chǎn)品生產(chǎn)材料，從塑料到金屬?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)了使用該技術(shù)的巨大好處，并開始探索可以利用該技術(shù)的領(lǐng)域。
近日，生物3D打印再上新臺(tái)階，據(jù)《3D打印商情》了解，期刊《組織工程》第A部分近日發(fā)表的一篇論文顯示，科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)建了3D打印的，帶有血管的皮膚，他們希望這一進(jìn)步有一天能夠防止人體排斥移植的組織。紐約倫斯勒理工學(xué)院和耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)將人體血管中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞與其他成分（包括動(dòng)物膠原蛋白）結(jié)合在一起，并印制了類似皮膚的材料。幾周后，細(xì)胞開始形成脈管系統(tǒng)。然后將皮膚移植到小鼠身上，發(fā)現(xiàn)與動(dòng)物的血管連接，看起來(lái)就像是活著的皮膚。
負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的倫斯勒化學(xué)與生物工程學(xué)副教授潘卡伊·卡蘭德（Pankaj Karande）說(shuō)：“這非常重要，因?yàn)槲覀冎缹?shí)際上有血液和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到移植物中，從而使移植物保持生命。 ”
卡蘭德解釋說(shuō)：“目前，作為臨床產(chǎn)品可用的任何東西都更像是一種創(chuàng)可貼。它可以加速傷口的愈合，但最終它會(huì)脫落，從未與宿主細(xì)胞真正整合。”
卡蘭德（Karande）的團(tuán)隊(duì)先前證明人體細(xì)胞可用于打印類似于皮膚的材料，此后發(fā)表在《組織工程》第A部分雜志上。據(jù)文章描述，皮膚的3D打印使用了“生物墨水”，這些“墨水”是由人類內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、動(dòng)物膠原蛋白和皮膚移植物中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)細(xì)胞的組合制成的。這種混合物使研究人員能夠在幾周內(nèi)形成血管結(jié)構(gòu)并打印出類似皮膚的材料。
但是，研究人員指出，在將3D打印的皮膚用于人類患者之前，他們尚須改進(jìn)該方法。當(dāng)前版本需要使用CRISPR技術(shù)進(jìn)行基因編輯來(lái)修飾供體細(xì)胞，以使血管整合并被患者的身體接受。
卡蘭德（Karande）希望這項(xiàng)技術(shù)能盡快幫助患有壓力性潰瘍或糖尿病患者的傷口愈合。他說(shuō)：“對(duì)于那些患者來(lái)說(shuō)，這將是完美的，因?yàn)闈兺ǔ３霈F(xiàn)在身體的不同部位，并且可以用較小的皮膚塊來(lái)治療。而將3D打印的皮膚轉(zhuǎn)移到遭受嚴(yán)重?zé)齻幕颊呱砩蠒?huì)很復(fù)雜，因?yàn)檫@種損傷通常導(dǎo)致神經(jīng)和血管末梢的喪失。”
倫斯勒理工學(xué)院生物技術(shù)和跨學(xué)科研究中心主任Deepak Vashishth表示：“這一重大發(fā)展突顯了生物3D打印在精密醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力，在該領(lǐng)域中，可以針對(duì)特定情況并最終針對(duì)個(gè)人量身定制解決方案?！?/span>
皮膚是通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最新醫(yī)學(xué)進(jìn)步。在今年5月，一個(gè)單獨(dú)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)在肺樣結(jié)構(gòu)中形成復(fù)雜的血管纏結(jié)，將3D打印的內(nèi)部器官的前景拉近了一步。
華盛頓大學(xué)的助理教授凱利·史蒂文斯（Kelly Stevens）是《科學(xué)》雜志的合著者，當(dāng)時(shí)對(duì)《新聞周刊》解釋：“人體包含各種“管道”網(wǎng)絡(luò)，這些管道在我們體內(nèi)將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶入器官并從器官中清除廢物?！?/span>
“人體中的許多管網(wǎng)都是纏結(jié)的，因此科學(xué)家很難通過(guò)3D打印來(lái)復(fù)制它們。這種新方法使我們能夠在3D打印的組織中創(chuàng)建多個(gè)纏結(jié)的管網(wǎng)。我們很驚訝地看到，我們可以使用這種新方法打印的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的功能。”史蒂文斯說(shuō)。
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