盤點(diǎn)——生物醫(yī)療3D打印領(lǐng)域八大最新進(jìn)展

近年來，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到重視，其主要應(yīng)用實(shí)例有：人體植入物、手術(shù)導(dǎo)板、醫(yī)療器械等。每個(gè)人的骨骼形態(tài)都是獨(dú)一無二的，3D打印技術(shù)能夠根據(jù)每個(gè)人原生骨骼的特征進(jìn)行個(gè)性化定制，生產(chǎn)出與原生骨骼完全匹配的產(chǎn)品，從而減少植入物（或假體）對(duì)人體的影響，最大程度恢復(fù)人體骨骼的正常功能。接下來南極熊盤點(diǎn)一下最近3d打印在生物醫(yī)療領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

隨著技術(shù)、材料、投資、政策法規(guī)等大環(huán)境逐漸改善，3D打印正在被越來越多的醫(yī)生和醫(yī)院采納，成為精確和個(gè)性化治療的強(qiáng)有力的輔助手段。而近期一系列生物3D打印領(lǐng)域的驚喜進(jìn)展，也為我們展現(xiàn)了諸多的可能和機(jī)遇。

1.迪拜計(jì)劃在其所有醫(yī)院中應(yīng)用3D打印技術(shù)

近日，迪拜衛(wèi)生局（DHA）宣布，到2017年，迪拜所有的醫(yī)院將在各種應(yīng)用中使用3D打印技術(shù)，包括3D打印假肢、假牙模具、骨折石膏以及用于術(shù)前準(zhǔn)備和模擬的3D打印器官。

DHA組織變革部主任Mohammad Al Redha博士說，將3D打印技術(shù)整合入迪拜所有的醫(yī)院的計(jì)劃已經(jīng)制定好了，在接下來的一年中會(huì)推進(jìn)落實(shí)。 “這種策略將加速醫(yī)療程序、節(jié)約成本以及幫助醫(yī)生在術(shù)前階段計(jì)劃復(fù)雜的手術(shù)�！�

點(diǎn)評(píng)：土豪迪拜在3D打印應(yīng)用方面一直是“大手筆”的典范，在醫(yī)療3D打印方面的規(guī)劃布局也接連而至。如果這些規(guī)劃能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)，迪拜無疑將成為這一領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

2.以干細(xì)胞為原料的3D打印骨組織工程支架

荷蘭Maastricht大學(xué)Moroni實(shí)驗(yàn)室（歐洲最大的生物制造中心之一）近日研發(fā)出一種獨(dú)特的3D打印支架，從而為干細(xì)胞定向分化成為骨骼細(xì)胞創(chuàng)造了有利條件。

項(xiàng)目研究人員表示，他們希望通過3D打印支架來控制細(xì)胞的“命運(yùn)”，并建立包括皮膚細(xì)胞、骨細(xì)胞等細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整數(shù)據(jù)庫�！暗谝淮�產(chǎn)品中的細(xì)胞是懸浮在水凝膠、或著被植入3D多孔基質(zhì)當(dāng)中的，但是這些再生組織會(huì)在手術(shù)幾年后導(dǎo)致退化，因此還需要再次進(jìn)行手術(shù)。”

要解決這些障礙，3D打印的“智能構(gòu)建”作用尤為關(guān)鍵，它幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)植入干細(xì)胞的控制�！案�好地控制細(xì)胞間的物質(zhì)互相作用是非常必要的，這樣可以維持組織工程的結(jié)構(gòu)和時(shí)間。同時(shí)也是將細(xì)胞保持在原位、控制細(xì)胞在3D打印支架中休眠、繁殖和分化的關(guān)鍵�！�

點(diǎn)評(píng)：干細(xì)胞分化，是邁向3D打印骨骼植入物非常重要的一步。Maastricht大學(xué)此次的研究成果，為3D打印骨骼和關(guān)節(jié)植入物的開發(fā)注入了新的可能。

3.哈佛科學(xué)家3D生物打印出“活的”腎臟模型

哈佛大學(xué)Hansörg Wyss生物工程教授Jennifer A. Lewis領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)3D打印出了一個(gè)管狀的3D腎結(jié)構(gòu)，據(jù)稱該結(jié)構(gòu)能夠再現(xiàn)腎的功能。

通過與羅氏制藥公司的科學(xué)家Annie Moisan的密切合作，他們?cè)谥�前的基礎(chǔ)上構(gòu)建出了一個(gè)功能性的3D腎結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)包含活的人類上皮細(xì)胞，該細(xì)胞組成了腎小管表面。目前這項(xiàng)研究已經(jīng)在線發(fā)表在了《Scientific Reports》雜志上。

團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的3D腎結(jié)構(gòu)模擬的是近端小管，是腎小管中最長最粗的一段，是每個(gè)腎單位的重要組成部分。

點(diǎn)評(píng)：3D打印人造器官還有多遠(yuǎn)？Organovo、Wake Forest等企業(yè)組織在這一方面已經(jīng)做出了一些成果，而哈佛大學(xué)的腎臟結(jié)構(gòu)模型，助推3D打印往這個(gè)終極方向邁進(jìn)了有益的一步。

4.韓國研發(fā)新型蠶絲3D打印機(jī) 用于制造醫(yī)療植入物

韓國農(nóng)業(yè)發(fā)展管理局（RDA）宣布其與翰林大學(xué)聯(lián)合研制了一臺(tái)以蠶絲蛋白為材料的新型3D打印系統(tǒng)，主要用作醫(yī)療設(shè)備。

蠶絲是一種含75%蠶絲蛋白的蛋白纖維，蛋白質(zhì)因良好的生物相容性通常被用于制造醫(yī)療設(shè)備，認(rèn)識(shí)到這種材料的好處，以及3D打印技術(shù)在精確形狀成型方面日益增長的潛力，RDA和翰林大學(xué)的研究人員決定用蠶絲3D打印骨科植入物，例如：鋼板、螺釘、夾等。

點(diǎn)評(píng)：蠶絲蛋白來做材料，不僅生物相容性容易受到認(rèn)可，成本也低、來源豐富又不用費(fèi)大工夫去調(diào)制，怎么想怎么方便！商業(yè)化之后大概韓國的養(yǎng)蠶業(yè)也會(huì)火咯~

5.3D打印可定制血管支架

近日，來自美國西北大學(xué)的兩位科學(xué)家Guillermo Ameer和孫成共同合作，使用3D打印技術(shù)開發(fā)出了能夠根據(jù)患者身體情況進(jìn)行定制的可生物降解彈性支架。這種技術(shù)被稱為一種被稱為微連續(xù)液相界面制造（microCLIP）。

“當(dāng)下絕大多數(shù)的支架都是用金屬支撐的，只有現(xiàn)成的幾種尺寸可供選擇。如果支架不合適的話，就有可能會(huì)在動(dòng)脈中移動(dòng)，干擾血液流動(dòng)，這有可能最終導(dǎo)致植入失敗。通過3D打印具有能夠滿足患者血管對(duì)于精確幾何形狀和生物特性的要求的支架，我們預(yù)計(jì)可以最大限度地減少這些并發(fā)癥的概率�！�

6.用于打印微流控芯片的3D打印機(jī)

Dolomite推出了全球第一臺(tái)可以打印流體密封裝置的商用3D打印機(jī)Fluidic Factory，它能夠提供快速、簡便、可靠的打印服務(wù)，每片芯片的打印成本僅需1美元。所用3D打印材料是經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的一種堅(jiān)固且半透明的材料，名為環(huán)烯烴共聚物（COC），對(duì)3D打印設(shè)備而言，這種材料容易獲取而且價(jià)格便宜，幾乎適用于所有應(yīng)用。

點(diǎn)評(píng)：微流控系統(tǒng)可以為3D 組織提供營養(yǎng)、氧氣和生長因子，具有更廣泛的類型、功能與用途。未來，先進(jìn)的生物3D打印機(jī)不僅可以打印微流控平臺(tái)，還可以同時(shí)在微流控平臺(tái)中直接打印出定制化的微觀人體組織。

7.3D打印“超彈性骨頭” 重建手術(shù)可快速融合再生

來自西北大學(xué)（位于美國伊利諾州的埃文斯頓市）的研究者發(fā)明出超彈性骨頭。這種“超彈性骨頭”可以被植入到皮下作為骨頭生長的支架，或是取代失去的骨頭。

這種骨頭含3種成分：氫氧磷灰石、具生物相容性的聚己內(nèi)酯和溶劑。它極易切割、折疊、翻卷，它還能在不需要膠水或膠布的情況下被按壓到骨頭材料缺失的位置。另外，它還具備了高度多孔性和吸附性，這些對(duì)于讓骨移植材料促進(jìn)血管生長非常重要。

點(diǎn)評(píng)：若你在不久的未來傷到了骨頭，3D打印也許就是你最佳的良藥。雖然這項(xiàng)技術(shù)還未在人體上進(jìn)行試驗(yàn)，但研究人員已經(jīng)在動(dòng)物（猴子和大鼠）身上取得了成功。這種做法對(duì)傳統(tǒng)的骨重建外科手術(shù)來說是一大進(jìn)步。

8. 歐萊雅探索3D打印毛囊技術(shù)

近日，歐萊雅與該國生物技術(shù)初創(chuàng)公司Poietis簽訂了一份獨(dú)家科研合作協(xié)議。兩家公司將共同運(yùn)用生物打印和頭發(fā)方面的生物突破技術(shù)，探索3D打印功能性毛囊的可能性。

雙方將使用Poietis的自定義激光輔助3D生物打印技術(shù)，并結(jié)合歐萊雅在頭發(fā)生物學(xué)方面的專長。Poietis的3D打印平臺(tái)可用獲得10微米的細(xì)胞分辨率，而且其活性細(xì)胞比率高達(dá)95%。借助3D打印技術(shù)，這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)通常三個(gè)星期就能成熟，并能夠用于組織測(cè)試，請(qǐng)關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。

來源：3d打印世界
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