盘点逆天的五所大神级生物3D打印研究机构
近年来,3D打印技术在医疗行业的应用和贡献是有目共睹的,每年都有成千上万的患者受惠于3D打印。
据Wohlers Associates统计显示,2014年3D生物打印在医疗行业的市场需求为5亿美元,而每年的复合增长率为18%,也就是说预计到2022年,3D生物打印的市场规模将激增至18亿美元。
而以下这五所大神级研究机构正在催生一场由3D生物打印引领的医疗革命。
Harvard University:开含血管组织3D打印先河
十余年前,科学家们一直在尝试3D打印人体组织,但是他们所能打印的人体组织只有一角硬币的三分之一厚。当科学家试图打印的更厚的组织层时,内部的细胞就会因缺少氧气和营养物质而死亡,或者因无法排出二氧化碳和其他废物而窒息而死。
而在2014年2月,哈佛大学Wyss研究所的科学家们宣布,他们已经使用多个打印头和特制的“墨水”创造出复杂的、带有完整微小血管的生命组织结构。这一成果标志着科学家向着制造可植入的全功能活性组织(或器官),或者用于测试新药的安全性和有效性的活性组织迈出了重要一步。 该成果并在当月刊登在《Advanced Materials》上(1)。
Carnegie Mellon University:想要打印心脏和大脑
Carnegie Mellon University(卡内基梅隆大学,简称CMU),坐落在宾夕法尼亚州的匹兹堡,是一所美国著名的研究型大学。
2015年来自CMU的Adam W. Feinberg研究团队利用冠状动脉的MRI影像以及胚胎心脏的3D图像,通过3D生物打印,以较高的分辨率和质量,将胶原蛋白、海藻酸盐和纤维蛋白等软材料,打印成无生物活性的动脉等。2015年10月Feinberg研究团队的3D打印研究成果刊登在《科学进展》上(2)。
University of California, San Diego:利用IPS细胞打印人工肝脏
University of California, San Diego(加州大学圣迭戈分校,简称为UCSD),美国加州的著名公立大学。
2014年,UCSD的科学家Shaochen Chen教授通过 3D 打印机打印出了一种类似于肝脏功能的物质,它可以为血液解毒。根据设计方案,这种物质能够感应、凝聚并中和掉血液中的毒素。Chen教授进行3D打印器官研究的主要目的是想要改善药物研发费时费力的现状,因为他发现获得FDA批准上市的药品的研发道路是极其曲折的,这中间一般需要12年的时间和18亿美元的资金投入。这主要是因为研究人员在研发药物时,没有合适的实验模型。
今年2月份,Chen教授利用3D生物打印设备打印肝脏的研究论文刊发在《PNAS》上(3)。
Wake Forest University:全球首个动物体可存活3D打印耳朵
维克森林大学(Wake Forest University,又译作“维克弗里斯特大学”)建于1834年,是美国一所极富盛名的综合性研究大学。在美国因地理位置与范德堡大学,杜兰大学和埃默里大学共同享有“南哈佛”的美誉。
2016年2月,维克森林大学再生医学研究所首次使用3D打印机以活细胞为“墨水”制造出人类真实大小的器官和组织。这些组织中布满了具有小通道的骨骼、肌肉和软骨组织,并且在植入小白鼠和兔子体内之后,通道里便可以长出血管,给打印的器官提供养分,维持器官的功能。
不得不提的是,ITOP目前可以打印出可以在小鼠身上存活的耳朵。这表明Atala团队使用的“生物墨水”和ITOP制造的微型通道给打印器官成活提供了合适环境。
这一成果已经发表在《自然生物技术》期刊上。
University of Wollongong:手持式3D打印机
伍伦贡大学(曾用名:卧龙岗大学,University of Wollongong)建于1951年,位于澳大利亚新南威尔士州伍伦贡市,其工程学院是著名的澳大利亚八校联盟(Group of Eight)成员 ,澳大利亚十大研究型大学。
2014年,伍伦贡大学科学家研发出一种可以“画”出新生骨组织的3D打印笔——BioPen,这种笔内部填充有活性细胞和海藻酸钠,还能让骨细胞与已有的神经肌肉结合。这种笔的诞生让骨科医生可以在手术中根据需求画出植入物的形状,患者不用为了一个替换组织等上好几周。这种新技术也让病人的恢复时间缩短,并且由于植入细胞可以与现有组织结合,不会产生排异,因此提高了手术成功率。
原标题《3D生物打印快逆天了!就在这五所大神级研究机构》