生物3D打印，打造生命之光
2016/3/1 创新医学网
打印机想必大家都使用过，脑洞大开下：当打印运用到医学领域，会产生什么样的化学反应呢？今天小编就带大家了解下神奇的生物3D打印技术。
新闻回顾
2015年7月，韩国知名3D打印机制造商ROKIT获政府300万美元资助，致力于研发生物3D打印机。该公司近日推出专为人类组织工程设计的生物3D打印机---Edison Invivo。
同普通生物3D打印机一样，Edison Invivo使用的打印材料为生物墨水。通过机械功能的重新设计，克服了常规生物3D打印机的普遍缺点，从而降低了生产成本。据了解，Edison Invivo配备了一个挤出设备和一个液体分配工具，从而使得它能使用更多的生物墨水，包括聚己内酯、乳酸、胶原蛋白、海藻、丝素蛋白等。
值得一提的是，Edison Invivo能够将细胞打印成3D结构，随后生长成可移植的人体组织。这些组织将会被植入进患者本身的细胞中，从而完美避免了免疫排斥的副作用。
此外，ROKIT公司还在研究可直接用于患者的人造皮肤，如此一来，一台专门制造皮肤移植物的生物3D打印机的问世只是时间问题了。
具体应用大盘点
3D打印假肢
人体十分复杂，个体之间又存在差异，因此，传统的假肢很难针对每一位患者进行量身定做，而3D打印恰好解决了这一难题。
两岁的Emma Lavelle患有先天性多发性关节挛缩症，这种病阻碍了她的肌肉和关节生长并使肌肉和关节变得僵硬。因此，Emma的运动能力严重被限制。历经了多次手术和矫正治疗却于事无补。在治疗AMC的方法中，最具前景的是WREX设备，这是一款身体铸件，搭配弹性绷带和假肢关节，可帮助AMC患者抬举四肢。可问题在于，Emma年龄太小个子也小，并不适合这款典型的WREX设备。所以两名研究人员塔里克-拉赫曼博士和设计师惠特尼-山姆珀尔一起开发了一个缩小版的适合Emma体型WREX设备。
采用一个较小的3D打印，两名研究人员就能够打印缩小版的WREX设计中的小部件。这次3D打印机没有采用金属，而是采用ABS塑料制成了新的零部件，实验证明这些材质非常坚固，足可以支撑起Emma日常使用。如今Emma现在可以自由移动手臂，可以像正常孩子一样玩玩具，自己吃饭，甚至不需要父母的帮助就可以拥抱父母。
3D打印器官
在迈阿密儿童医院，有一位患有“完全型肺静脉畸形引流(TAPVC)”的4岁女孩Adanelie Gonzalez，由于疾病她的呼吸困难免疫系统薄弱，如果不实施矫正手术仅能存活数周甚至数日。
心血管外科医生借助3D心脏模型的帮助，通过对小女孩心脏的完全复制3D模型，成功地制定出了一个复杂的矫正手术方案。最终成功地为小女孩实施了永久手术，现在小女孩血液恢复正常流动，逐渐恢复正常。
3D打印制药
2015年8月，首款由Aprecia制药公司采用3D打印技术制备的SPRITAM(左乙拉西坦，levetiracetam)速溶片得到美国食品药品监督管理局(FDA)上市批准，并将于2016年正式售卖。这意味着3D打印技术继打印人体器官后进一步向制药领域迈进，对未来实现精准性制药、针对性制药有重大的意义。
通过3D打印制药生产出来的药片内部具有丰富的孔洞，具有极高的内表面积，故能在短时间内迅速被少量的水融化。这样的特性给某些具有吞咽性障碍的患者带来了福音。事实上，3D打印制药最重要的突破是它能进一步实现为病人量身定做药品的梦想。
3D打印神经
据外媒报道，国外某研究机构最近开创了一项史无前例的发明，他们将3D打印技术应用到复杂的感官神经和运行神经的的创伤修复上，这一创举每年将为20多万神经受损或者神经疾病的人提供帮助。
神经再生是一个极其复杂的过程，由于这种复杂性，神经在受到损伤后，可以再生是十分罕见的。因此，神经的损伤通常是永久性的，但是如今在3D打印的帮助下或许可以解决这个问题。
Advanced FunctionalMaterials周刊一项研究指出，研究员通过3D成像和3D打印技术，创建一个植入了生化线索的定制硅胶导板，来帮助恢复神经再生。通过获取结果，研究员们使用3D扫描仪来对老鼠的坐骨神经结构进行了逆向工程，为了神经再生，接着他们又用了一个专业定制的3D打印机来打印导板。然后在这个导板里植入化学线索来促进感官以及运动神经的再生，最后通过外科移植手术将这块导板植入了老鼠神经的切割端中。经过10-12周的康复，老鼠可以重新行走。
3D打印骨骼
里塔·苏隆恩(Riitta Suuronen)带领的芬兰坦佩雷大学研究小组在他的腹部用了9个月基于“脚手架”方法成功培育出一个男性的下颌骨。这项技术突破意味着，干细胞可以从患者自身的脂肪细胞中培育形成。温兰特在打印机中装载了三钙磷酸盐和一种聚乳酸，这是人体中最基础的元素。
这个打印形成的骨骼“脚手架”包含了数千个微孔，骨骼细胞可以放置在其中，逐渐培育生长，并最终这个“脚手架”可以生物分解消失。研究小组从人体骨髓中提取CD117细胞，这种细胞能够发育成一种叫做“造骨细胞”(osteoblasts)的初生骨细胞，研究小组在3D打印机形成的骨骼“脚手架”中注入一种凝胶，可对培育的初生骨细胞提供营养发育。15个星期之后，骨骼“脚手架”最终在老鼠背部的皮肤之下分解，脚手架中的造骨细胞形成了人体骨骼。
来源：英国镜报
小编简介
紫雪，医学英语硕士，从事医学翻译研究。土星守护下的摩羯女，资深蓝星人，爱生活，爱猫咪~
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