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3D生物打印机

发布时间:2022-02-27 21:40

1简介

3D生物打印机(3D bio-printer;3D biology printer )是指国外媒体2010年6月6日报道的、由美国Organovo公司研制的、“按需打印”患者所需的人体活器官的机器。

器官移植可以拯救很多人体器官功能衰竭或损坏的患者生命,但这项技术也存在器官来源不足、排异反应难以避免等弊端。不过,随着未来“生物打印机”的问世,这些问题将迎刃而解。

2工作原理

3D生物打印机基于现有技术发明,这些技术当前被用以制造工业零部件的3D模型。生物打印机的不同之处在于,它不是利用一层层的塑料,而是利用一层层的生物构造块,去制造真正的活体组织。这一技术尚处于初级阶段,不过第一台3D生物打印机的原型机已在2009年底制造出来,并用以测试。

3D生物打印机有两个打印头,一个放置最多达8万个人体细胞,被称为“生物墨”;另一个可打印“生物纸”。所谓生物纸其实是主要成分是水的凝胶,可用作细胞生长的支架。3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞,所以不会产生排异反应。据介绍,这种机器首先“打印”器官或动脉的3D模型,接着将一层细胞置于另一层细胞之上。打印完一圈“生物墨”细胞以后,接着打印一张“生物纸”凝胶。

不断重复这一过程,直至打印完成新器官。随后,自然生成的细胞开始重新组织、熔合,形成新的血管。每个血管大约需要一小时形成,而熔合在一起需要数天时间。Organovo公司首席执行官基思·墨菲在接受《工程师》杂志采访时指出,最终有一天,只需轻轻按下按钮,就能让3D生物打印机制造出我们所需要的器官。

3我国的发展

媒体2013年8月7日来自杭州电子科技大学等高校的科学家自主研发出一台生物材料3D打印机。科学家们使用生物医用高分子材料、无机材料、水凝胶材料或活细胞,已在这台打印机上成功打印出较小比例的人类耳朵软骨组织、肝脏单元等。

该生物材料3D打印机研发团队负责人、杭州电子科技大学教授徐铭恩说,这台生物材料3D打印机具有打印生物材料种类多、对细胞损伤率低、打印精度较高和操作方便等特点。同国际同类打印机相比,这台名为“Regenovo”的3D打印机不仅实现了无菌条件下的生物材料和细胞3D打印,而且新型的温控单元和打印喷头设计,能够支持从-5℃到260℃熔融的多种生物材料打印。

徐铭恩介绍说,“Regenovo”支持活细胞打印,打印的细胞有着高达90%的存活率。目前打印出来的活细胞存活时间最长为4个月。

不过,从人体细胞、组织乃至器官被“打印”出来,到真正应用于临床,还有相当长一段路需要走。徐铭恩说,这需要多种领域的科学家通力合作。

4生物3D打印机发布会

  “ 国家高技术研究发展计划( 863计划)——3D生物打印血管项目的重大突破和产品发布会”将于2015年10月25日 14:00 在中国四川省 成都富力丽思卡尔酒店 举行。此次发布会上蓝光英诺将发布“全球首款 3D生物血管打印机”。 [1]
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