探密3D打印技術是如何改善人類健康?
本文中,小編整理了近年來相關的研究報道,共同解讀科學家如何利用3D打印技術 來改善人類健康!
【1】3D打印卵巢具有生育能力
想一想3D打印的皮膚、耳朵、骨支架和心臟瓣膜,3D打印的愛好者會說,這種技術有產生醫學革命的潛質。如今,由凝膠制成的人工卵巢能夠使老鼠受孕并產下健康的后代。研究人員表示,這種工程化的卵巢總有一天能夠幫助因放療或化療導致不育的癌癥幸存者恢復生育能力。
并未參與該項研究的美國比佛頓市俄勒岡國家靈長類動物研究中心生殖科學家Mary Zelinski表示,這項“具有里程碑意義的研究成果”是“關于生殖系統組織的生物工程應用的一個重要進展”。
在這項研究中,科學家使用了一個具有發射凝膠噴嘴的3D打印機 ,而其所使用的凝膠來源于動物卵巢中天然存在的膠原蛋白。研究人員通過在載玻片上打印各種重疊的凝膠纖維圖案來構建卵巢,這就像用林肯積木造房子一樣,只不過是在一個更小的規模上——每一個腳手架據測量只有15毫米×15毫米大小。
【2】Circulation Res:重磅!3D打印補丁或有望修復心臟病患者受損的心臟
近日,發表在國際雜志Circulation Research上的一篇研究報告中,來自明尼蘇達大學等機構的研究人員通過研究開發出了一種具有革命性的3D生物打印 補丁,其能夠幫助修復心臟病發作后患者的出現疤痕的心臟組織,該研究對于后效治療心臟病發作患者機體的組織損傷非常關鍵。
據美國心臟協會數據顯示,心臟病是引發美國人死亡的頭號兇手,其每年會引發超過36萬人死亡;在心臟病發作期間,患者機體的血流往往不會泵入到心臟肌肉中,從而就會引發心臟細胞死亡;我們的機體無法替換掉這些心肌細胞,因此機體的心臟中就會形成疤痕組織,從而就會使得患者處于心臟功能受損以及未來暴發心力衰竭的風險之中。
這項研究中,研究人員利用基于激光的3D生物打印技術將衍生自成體心臟細胞的干細胞摻入到了一種特殊支架中,這種干細胞就能夠在特殊支架生長,并且在實驗室的培養皿中還可以實現同步跳動。當將細胞補丁置于模仿心臟病發作的小鼠模型機體中時,研究者發現在接下來四周時間里小鼠機體的心臟功能發生了明顯的增加,由于這種補丁是由心臟中土生土長的結構蛋白和細胞組成,其會轉變成為心臟中的一部分并且被機體所吸收,這樣就可以讓患者免于手術了。
【3】3D打印器官,離我們還有多遠?
擁有了3D生物打印機,就如同換掉機器上的老舊零件,我們將無需為尋找稀缺的捐獻器官而擔心;實現了人工智能,機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜工作,面對可能存在的威脅與挑戰,人類的發展或許又將迎來新的紀元;建立了量子通信網絡,基于量子信息傳輸的高效和絕對安全性,更多的將享受到新一代通信技術可能帶來的新變化……
隨著科技的發展,很多以前只能天馬行空般出現在科幻小說和電影中的場景,已不再是天方夜譚。今日起每兩周,本刊將向您展示最新的、讓人腦洞大開的前沿科技,探討先鋒科技的產業生態以及各類最炫酷的創新產品。
試想一下,你身上的某個器官或者組織出現了狀況,你正擔心能否找到稀缺的捐獻器官。這時候,醫院用3D生物打印機打印出一個全新的器官移植到你體內,就像換掉一個機器上的老舊零件一樣簡單……借助于科技的發展,這個以前只能出現在科幻小說和電影中的場景,已經不是天方夜譚。
【4】Lab on a Chip:科學家利用3D打印技術成功制造出人工血管
血管在我們機體中迂回曲折,其承擔著運輸必要營養物質排出有毒廢物的機能,為我們機體器官的正常工作保駕護航,長期以來開發新型人工血管一直是個難題,近日,來自布萊根婦女醫院的科學家通過利用3D打印技術成功地構建出了人工血管,相關研究成果刊登于國際雜志Lab on a Chip上。
生物工程學家Ali Khademhosseini博士表示,近年來我們在制造復雜的人工組織,比如人工心臟、肝臟以及肺臟等上取得了難以置信的成績,然而開發出人工血管依然是組織工程領域的一項關鍵挑戰;研究者們嘗試著通過結合3D打印技術開發特殊的血管水凝膠結構來進行深入研究。
這項研究中,研究者首先利用3D生物打印機開發出了一種瓊脂糖纖維模板來作為人工血管的模板,隨后用水凝膠覆蓋模板,形成一種鑄造模具,最后通過交聯技術來進行加固;利用這種新型技術研究人員已經成功構建出了可以表現出建筑學特性的微通道網絡,隨后就可以用水凝膠來填滿微通道,比如甲基丙烯酸酯明膠或者基于不同濃度水凝膠類的多聚物。
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