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您好,您有一颗新的心脏请查收!

还在惊叹人类“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的壮举?这些都已经out了,你可听说过生物3D打印?生物 3D 打印是将生物材料(水凝胶等)和生物单元(细胞、DNA、蛋白质等)按仿生形态学、生物体功能、细胞生长微环境等要求用 3D 打印的手段制造出具有个性化的生物功能结构体的制造方法。

刚踏入二十一世纪,敢想敢做的科学家就开始搞事情了。2003年,美国Clemson大学科研人员改造了一台惠普喷墨打印机,用它来打印含有活细胞的材料,从此揭开了生物3D打印的序幕。

 


软骨打印

 

软骨组织的细胞组成比较简单,并且没有复杂的毛细血管,因此用生物打印制造软骨组织的研究比较多。尤其是制造关节组织,并用于软骨修复。半月板在人体膝关节起负重作用,由于伤病和运动导致的半月板损伤很难治疗,一些学者希望通过生物打印的方法体外重建半月板。

 


皮肤打印

 

皮肤是人体最大的器官,起维持体内平衡和保护作用,其垂直的分层结构为体内水分和小分子的出入以及外源物的进入提供了屏障. 这种典型的分层结构非常适合采用生物打印来制造。皮肤打印在伤口敷料和药物测试应用中有着很好的应用前景。

 


血管打印

 

利用生物 3D 打印方法制造血管结构或血管流道网络一直是组织工程领域的研究热点. 根据制造目标不同,可以分为 2 种思路:一种是仿结构,直接打印模拟血管结构特征的凝胶管;另一种是仿功能,间接构造模拟营养输送功能的流道网络。

 


肿瘤模型打印

 

研究细胞间的相互作用以及细胞与细胞微环境的关系是研究肿瘤成因的一个方法,传统的二维肿瘤模型难以真实反映复杂的肿瘤结构,这就限制了基于体外肿瘤模型在药物筛选和致病机理方面的应用研究. 随着生物打印的出现,很多肿瘤模型在体外被构建并用于药物筛选研究,包括肝癌模型、胶质瘤模型、宫颈癌模型和卵巢癌模型等。

 


复杂组织器官打印

 

人体内大部分组织器官都由不同功能的细胞、不同尺度的结构组成。应用生物打印技术制造这些结构一直是研究的热点。前方已捷报频传:第一个会分泌胆汁的肝脏,第一个眼角膜,第一颗微大脑,第一个会呼吸的肺泡,第一颗会收缩的心脏。

 



 

虽然生物 3D 打印取得了可喜的进展,但现有报道中所打印的器官大部分还是结构上的近似或者单一功能的实现,要实现复杂器官的打印,尚路漫漫其修远兮,还需要多学科研究人员的协同努力。

 

 

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