更先進生物3D打印機誕生！已成功造出活性人體組織

生物3D打印正在以前所未有的高速度發(fā)展著，因為這種技術有望制造出高質量的人工組織，從而滿足醫(yī)療方面的巨大需求。最近，美國北卡羅萊納州維克森林大學（WFU）又在這一領域取得了突破 — 他們的再生醫(yī)學研究所已經研制出了一臺能夠制造活性人體組織的3D打印機。到目前為止，研究所的科學家們已經使用該設備成功造出了耳朵、骨骼和肌肉等人體結構，并成功進行了動物試驗。

在已經發(fā)表在了《自然生物技術》雜志上的論文中，科學家對這臺綜合組織器官打印系統(tǒng)（ITOP）做了簡單的介紹：它的工作方式與普通FDM設備類似，都是逐層沉積。它配備有多個噴頭，其中一些會擠出生物降解型材料，用于制造組織結構的外殼；另一些會擠出水凝膠，用來制造組織主體。當制造完成，用于輔助的材料溶解后，由它生成的3D打印組織器官就能被植入人體了。

下面的視頻是打印一段顎骨的全過程。相信看過它，你便會對ITOP有一個大致的了解：

據(jù)南極熊了解，用該設備制造組織器官的流程是這樣的：首先，通過對目標結構的CT或MRI掃描創(chuàng)建出它們的3D數(shù)字模型（這可以實現(xiàn)與人類待移植者的高度匹配），然后再將文件輸入打印機完成制造。之后，為了進行測試，他們將這些結構植入到了動物（主要是小鼠）身上。隨著時間的流逝，他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，這些結構逐漸長成了成熟的功能組織并發(fā)展出了血管系統(tǒng)，而這就意味著它們同樣可以用于人體。

為了延長這些3D打印結構的存活時間，科學家們對水凝膠材料做了優(yōu)化，同時設計并在其中打印出了一種帶有微型通道的晶格結構。前者的作用是促進細胞不斷生長，后者的作用則是令細胞存活所需的氧氣和營養(yǎng)物順利通過。通過這些方法，迄今為止，他們的所有3D打印結構都已經存活了數(shù)周，而且沒有出現(xiàn)壞死的情況。

“對于制造醫(yī)學上需要的替代組織來說，這臺新型3D打印機無疑是一項重要進展，”再生醫(yī)學中心主任兼論文第一作者Anthony Atala表示，“現(xiàn)在，它已經可以制造出真實大小的人體組織了。未來，經過進一步的改進，它將有能力直接制造出整個活性器官。”

由于展現(xiàn)出了極大的潛在價值，WFU的這一先進生物3D打印項目已經得到了來自軍隊再生醫(yī)學研究所（AFIRM）的資金支持。該機構由美國聯(lián)邦政府資助，主要職責是尋找再生醫(yī)療解決方案以救助因戰(zhàn)爭而傷殘的軍人。

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