3D打印技術(shù)在醫(yī)療毛細(xì)血管人體組織方面取得突破

每天都有由于器官衰竭而死亡的，置換器官和組織成本太高，患者只能通過透析，氧氣罐，每日胰島素注射等方式進(jìn)行干預(yù)。Prellis Biologics由兩位在3D組織成像和干細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家創(chuàng)立，旨在消除人體器官移植的等待名單，并加速開發(fā)重要的新藥。

Prellis Biologics 3D打印公司（圖源：www.3ders.org）

Prellis Biologics總部位于舊金山是一個三維組織印刷公司，它已經(jīng)達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的速度和分辨率，以便利用可行的毛細(xì)血管印刷人體組織，從而使印刷人體替代器官的目標(biāo)更接近現(xiàn)實(shí)。

組織工程學(xué)的一個主要目標(biāo)是創(chuàng)造可行的人體器官，但沒有人能夠以形成可行的毛細(xì)血管所需的速度和分辨率打印組織。 現(xiàn)在 Prellis Biologics已經(jīng)開發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)，為重要的醫(yī)療進(jìn)展以及最終的功能性器官替代鋪平了道路。

Prellis的3D打印技術(shù)可以創(chuàng)建復(fù)雜的微血管和腳手架，使人體組織得以生存。然而，印刷速度至關(guān)重要，因?yàn)榧?xì)胞只能在沒有血液供應(yīng)的情況下存活有限的時間。除非通過毛細(xì)血管立即提供氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，否則細(xì)胞密集填塞的組織將在不到30分鐘內(nèi)死亡。另外，精細(xì)的印刷分辨率與速度同樣重要，因?yàn)槊��?xì)血管的尺寸非常小，直徑約5至10微米（相比之下，人的頭發(fā)為75至100微米）。

Prellis的技術(shù)可以以小至0.5微米的分辨率進(jìn)行3D打印。直徑5微米（與紅血球大小相同）的微小熒光顆粒，通過平行印刷的105個毛細(xì)管陣列，在700微米直徑的管內(nèi)移動。每根毛細(xì)管長250微米。

3D實(shí)時打印人體大小的毛細(xì)血管（圖源：www.3ders.org）

到現(xiàn)在為止，用微血管印刷人體組織將需要幾周或更長的時間。研究人員介紹，現(xiàn)在技術(shù)可以打印高分辨率的組織結(jié)構(gòu)，速度提高1000倍。 所能達(dá)到的速度僅受光學(xué)系統(tǒng)配置的限制，正在探索定制光學(xué)系統(tǒng)開發(fā)，這將大大提高研究能力，最終目標(biāo)是在12小時或更短時間內(nèi)打印腎臟的整個血管系統(tǒng)。

Prellis的新技術(shù)打開了生產(chǎn)用于藥物和毒理學(xué)測試的功能組織的大門，并最終開啟了人體器官。生物技術(shù)市場對實(shí)驗(yàn)室生長的人體組織有著重大的需求。通過移植替代器官替代品的需求，以及藥物發(fā)現(xiàn)和毒理學(xué)測試對人體組織的需求日益增長，正在使該領(lǐng)域發(fā)生革命性的變化。包括藥理學(xué)和臨床應(yīng)用在內(nèi)的3D生物印刷市場目前預(yù)計價值約5億美元，到2020年將迅速擴(kuò)大至100億美元。

來源：ZOL中關(guān)村在線