2016年生物3D打印領(lǐng)域十大進(jìn)展

　　在過(guò)去一年中，生物3D打印取得了許多重大突破。例如3D打印人類(lèi)皮膚、骨骼甚至是功能齊全的甲狀腺。確實(shí)，3D打印為生物發(fā)展鋪平了道路，這也得益于3D打印機(jī)獨(dú)特的重建人體組織結(jié)構(gòu)能力。接下來(lái)，OFweek3D打印網(wǎng)小編將為大家盤(pán)點(diǎn)2016年生物3D打印領(lǐng)域的十大進(jìn)展，和大家一起回顧這一年3D打印在生物領(lǐng)域的重要事件。

　　1、英國(guó)布里斯托大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新的生物墨水

　　近日，英國(guó)布里斯托大學(xué)(UB)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了一種新的生物墨水—它混合有干細(xì)胞并通過(guò)引導(dǎo)干細(xì)胞分化為骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，用這種墨水3D打印而成的結(jié)構(gòu)就能轉(zhuǎn)化為最初級(jí)的骨骼和軟骨，再經(jīng)過(guò)數(shù)周生長(zhǎng)，便會(huì)成為真正可用的植入物。且墨水中的合成聚合物還能被從3D結(jié)構(gòu)中徹底“驅(qū)逐”出去，只留下有用的干細(xì)胞和天然聚合物，有助于在結(jié)構(gòu)中形成微尺寸的孔洞，而這些孔洞能幫助干細(xì)胞更有效地接觸到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

　　據(jù)了解，這種新型墨水是由UB細(xì)胞與分子醫(yī)學(xué)學(xué)院Adam Perriman博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)研制的。它的成分中除了干細(xì)胞，還有兩種聚合物—從海藻中提取的天然聚合物，以及醫(yī)學(xué)中常用的一種合成聚合物。前者的功能是作為干細(xì)胞生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)，后者的作用則是令墨水在溫度升到一定程度后固化。目前，Perriman博士及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將他們的研究寫(xiě)成了論文《使用模板多孔生物墨水進(jìn)行生物3D打印》發(fā)表到了《先進(jìn)醫(yī)療材料》雜志上。

　　2、科學(xué)家們創(chuàng)建了一臺(tái)可以制造器官、組織和骨骼的3D打印機(jī)

　　2016年2月15日，美國(guó)北卡羅萊納州維克森林大學(xué)(Wake Forest University)再生醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家們創(chuàng)建了一臺(tái)可以制造器官、組織和骨骼的3D打印機(jī)，理論上，這些打印出來(lái)的器官、組織和骨骼能夠直接植入人體。這一成果已于當(dāng)日發(fā)表在科學(xué)雜志《Nature Biotechnology》上。

　　據(jù)了解，此次研發(fā)的3D打印機(jī)使用計(jì)算機(jī)控制的噴嘴以一種非常精確的模式逐層擠出沉積材料，主要含有人體細(xì)胞的水凝膠。實(shí)際上，該3D打印機(jī)擁有多個(gè)噴嘴，一些擠出水凝膠，還有一些則擠出可生物降解材料，用來(lái)給打印出來(lái)的組織提供結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度支持。當(dāng)輔助材料溶解和組織在機(jī)器中完成孵化時(shí)，它就有可能植入人體。

　　目前還有待觀察維克森林大學(xué)的這款3D打印機(jī)是否能夠真的打印器官——他們將很快在實(shí)際的人類(lèi)身上進(jìn)行測(cè)試。研究人員在其論文中說(shuō)，在其打印的器官可以真正在一個(gè)人身上進(jìn)行測(cè)試之前，他們的技術(shù)還需要“進(jìn)一步發(fā)展”。

　　3、Organovo公司推出3D生物打印人類(lèi)腎組織產(chǎn)品

　　2016年9月7日，全球領(lǐng)先的3D生物打印公司Organovo宣布推出一項(xiàng)新的3D生物打印產(chǎn)品——ExVive Human Kidney(ExVive人類(lèi)腎臟)組織，并提供相應(yīng)的商業(yè)服務(wù)。

　　據(jù)悉，ExVive Human Kidney更為準(zhǔn)確的描述是3D生物打印腎臟近端小管模型，它將使客戶和研究人員更好地研究藥物和某些治療方式對(duì)人體腎臟的影響，有效地打開(kāi)了先進(jìn)藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的大門(mén)。到目前為止，Organovo已經(jīng)收到關(guān)于該項(xiàng)創(chuàng)新產(chǎn)品的大量商業(yè)訂單。

　　Organovo公司在3D打印行業(yè)中以其顛覆性的3D生物打印組織服務(wù)而知名。其ExVive腎臟和肝臟組織產(chǎn)品為藥學(xué)研究人員提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)來(lái)重現(xiàn)復(fù)雜的細(xì)胞間相互作用和組織結(jié)構(gòu)元素來(lái)測(cè)試和確定藥物對(duì)器官的影響，從而使其更快速有效地發(fā)現(xiàn)藥物，降低藥物研發(fā)成本。

　　4、哈佛大學(xué)研發(fā)出3D打印腎小管

　　在過(guò)去的幾年中，我們已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)生物3D打印取得了許多重大突破。而近期，哈佛大學(xué)的Jennifer Lewis實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家邁出了創(chuàng)建人工腎臟的第一步。通過(guò)3D打印機(jī)，Jennifer Lewis和她的同事創(chuàng)建出了腎小管，能夠?yàn)檠毫鲃?dòng)提供血管網(wǎng)絡(luò)，一定程度上可以代替生物捐獻(xiàn)腎臟。

　　據(jù)了解，要完成3D打印腎小管，首先要在室溫下用一種含有人類(lèi)干細(xì)胞的凝膠支撐3D組織網(wǎng)格。隨后再使用另一種可在冷卻時(shí)變成液體的凝膠流出網(wǎng)格，以留下可生長(zhǎng)的血管。將材料封閉在細(xì)胞外基質(zhì)中，將生長(zhǎng)因子加入到中空通道中，以促使干細(xì)胞分化成特定的細(xì)胞類(lèi)型。這種3D打印的腎小管可以存活超過(guò)兩個(gè)月。

　　5、CollPlant正開(kāi)發(fā)用于生物打印的人體膠原蛋白基生物墨水

　　近期，再生醫(yī)學(xué)公司CollPlant宣布他們已經(jīng)從以色列經(jīng)濟(jì)部首席科學(xué)家那里獲得批準(zhǔn)，將為他們2016年的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提供部分資金。CollPlant目前正在探索基于人體膠原的醫(yī)療產(chǎn)品新的用途，其中包括開(kāi)發(fā)一種生物墨水材料以用于3D打印人體組織和器官。

　　據(jù)悉，該公司此次獲得批準(zhǔn)的發(fā)展計(jì)劃包括使用CollPlant rhCollagen開(kāi)發(fā)多種可作為3D打印生物墨水材料的膠原基材料，這種材料可以促進(jìn)人體組織的自然發(fā)展。生物墨水將被用于開(kāi)發(fā)3D打印器官以及3D打印用于創(chuàng)傷和燒傷治療的替代組織。除此之外，首席科學(xué)家還資助了一個(gè)用來(lái)治療前交叉韌帶(ACL)膝關(guān)節(jié)損傷中常見(jiàn)的肌腱和韌帶撕裂的產(chǎn)品。這兩個(gè)項(xiàng)目都將使用CollPlant公司的Vergenix STR(軟組織修復(fù)基質(zhì))，這是一種當(dāng)初被用來(lái)治療肌腱炎的產(chǎn)品。