@ 2015.10.26 , 18:00
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修改普通打印机来3D打印出冠状动脉

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3D打印最有前途的应用之一就是为患者制造出适合需要的定制功能器官的能力。虽然过去几年里在这个方向上已经有了一些进展,但直到上周,这个梦想才开始感觉更接近现实。

上周五《科学进展》发表了卡内基梅隆大学一支生物工程师研究团队的研究,他们开发了一种新的生物打印技术,能使用改装过的商店购买的打印机,加载胶原蛋白和其它组织工程凝胶等软质材料,打印出冠状动脉。

这是一个前所未有的突破。传统上,三维打印使用塑料或金属等硬质材料,它们对于一层垒一层沉积超薄层材料的制造工艺来说是理想的。在医疗领域这对于快速原型和创建假肢是很好的,但3D打印应用的圣杯生物打印病人的特定器官,仍然是难以捉摸的。

这在很大程度上是因为这方面的进展需要柔软的材料,如胶原蛋白和常见组织工程凝胶纤维蛋白。虽然在生物打印柔软材料上取得了一些小进展,大多数结构还是在印刷过程中被自己的重量压溃。即使研究者们成功地生物打印出软质材料,它也带着贵得离谱的价格标签:大多数生物打印机成本在十万美元左右,使得该技术只有少数几家既有资金又有操作这些先进机器的专有技术的研究机构可以取得。

然而,这项称为自由可逆嵌入悬浮凝胶(FRESH)的新技术,可能会一石二鸟地消除这两个障碍。

FRESH通过在一种凝胶内部打印另一种凝胶工作,外部的凝胶充当一个半刚性支架,确保内部的更软凝胶不会在自重下崩溃。更重要的是,支撑凝胶会在体温附近融化,这意味着它不会损坏构成核心结构的敏感生物材料。

“我们已经能够取得冠状动脉的MRI影像和胚胎心脏的3D影像,并以前所未有的分辨率和质量3D生物打印它们,”领导这项研究的卡内基梅隆大学材料科学与工程和生物医学工程副教授Adam Feinberg说

所有这一切的额外好处是,该团队以节制的预算完成了这一历史性第一,他们使用现成的打印机,用开源软硬件进行修改,整个装置成本低于1000美元。

“不仅是成本低,而且通过使用开源软件,我们能微调打印参数,优化我们正在做的,最大限度地提高我们的打印质量,”Feinberg说,“它真正使我们能加速研发新材料并在该领域创新,同时通过在开源许可证下发布我们的3D打印机设计,我们也在做出回馈。”

这一发展打开的可能性几乎是无止境的,对于美国超过4,000名可能等待不起心脏移植的人来说,这无疑是可喜消息。与此同时,研究者们下一步是将真正心脏细胞结合进这些组织结构,这将使得收缩肌形成,有效迎来便宜、有功能的3D打印心脏的时代。

欢迎来到未来。

本文译自 CMU,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 8+1

  1. you_know_who
    @2 years ago
    2968590

    多长好呢,十七厘米是不是太长了!

  2. 2968605

    圣杯生物,神马鬼

  3. panenne
    @2 years ago
    2968640

    看成了脉动,几秒钟才反应过来

  4. 哈佛教授
    @2 years ago
    2968707

    猪培养人工器官的技术也在渐渐成熟,顺利的话,也许10~15年内就能建立起人工器官生产线。到时候一些不治之症(肝硬化肝癌,糖尿病等等)只要通过替换新的器官就可以痊愈了,而且价格也会降低到工薪阶层能负担起的程度。

  5. 2968783

    CCTV:国家863计划——3D打印血管项目取得重大突破,全球首创的生物血管3D打印机成功问世。科研人员结合干细胞和3D打印技术,打印出具有多层细胞结构的活性血管,使3D打印个性化生物器官成为可能。

  6. 不撸王子
    @2 years ago
    2968787

    @哈佛教授: 不久的将来,真的换器官就跟坏掉的玩具换零件一样()

  7. 昼行灯
    @2 years ago
    2968812

    @哈佛教授:
    猪和人确实有许多生理相似性,因此猪是很好的科研用动物,当年中国一个教授说转基因食物用猪做过了安全研究很安全,还有很多不懂行的骂他

  8. 习习
    @2 years ago
    2968820

    @you_know_who: 十七厘米无非是手累点儿

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