Vital3D利用器官生物3D打印塑造醫(yī)學(xué)的未來(lái)

導(dǎo)讀：生物3D打印在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用不斷增長(zhǎng)。越來(lái)越多的公司正在開(kāi)發(fā)自己的增材制造解決方案，以根據(jù)個(gè)體患者的需求定制器官和組織�？紤]到這一點(diǎn)，生物技術(shù)公司 Vital3D 為醫(yī)學(xué)研究、藥物發(fā)現(xiàn)和再生醫(yī)學(xué)提供了先進(jìn)的解決方案。其目的是什么？整合尖端的生物3D打印技術(shù)（如雙光子聚合），通過(guò)個(gè)性化的患者治療塑造醫(yī)學(xué)的未來(lái)。

Vital3D 是一家總部位于立陶宛的先鋒生物科技初創(chuàng)公司，致力于創(chuàng)新醫(yī)學(xué)研究、藥物發(fā)現(xiàn)和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)解決方案。Vital3D 成立于 2021 年，其專家團(tuán)隊(duì)推出了創(chuàng)新的生物打印技術(shù)，旨在彌合器官供需之間的差距，專門從事人體器官（尤其是腎臟）的 3D 打印。據(jù)透露，Vital3D公司擁有 10 名員工，擁有激光、生物技術(shù)、軟件編程和機(jī)械工程方面的專家。想要了解更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)Vital3D 網(wǎng)站：https://www.vital3d.eu/

Vital3D公司的首席執(zhí)行官VidmantasSakalys有著計(jì)算機(jī)工程的專業(yè)背景，此前在各種 IT 公司的管理方面積累了 20 多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在接觸到激光微加工行業(yè)后，Sakalys意識(shí)到激光對(duì)于制造需要非常高精度的 3D 打印模型非常有效，并由此進(jìn)入了生物3D打印領(lǐng)域。

△Vidmantas Sakalys，Vital3D 首席執(zhí)行官

Sakalys表示：“我在之前的一家初創(chuàng)公司工作時(shí)失去了一位導(dǎo)師，他死于泌尿系統(tǒng)癌癥。我一直想開(kāi)發(fā)一種技術(shù)來(lái)幫助治療這種絕癥。我和一位專攻激光的同事認(rèn)為，光可能是生命科學(xué)的完美工具——我們可以用它來(lái)打印新的人體器官，以解決我導(dǎo)師所經(jīng)歷的情況。于是，在 2021 年底，3D 生物打印機(jī)打印腎臟的想法誕生了�！�

Vital3D為生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu)提供Vital Light 3D 打印機(jī)作為設(shè)備。同時(shí)，他們還提供醫(yī)療設(shè)備、組織和器官的打印服務(wù)。我們的愿景是成為組織和器官 3D 打印服務(wù)提供商。

Vital3D生物3D打印技術(shù)原理及應(yīng)用

Vital3D 的生物打印工藝以激光作為打印工具為基礎(chǔ)。與分子噴涂不同，該工藝使用光源對(duì)準(zhǔn)感光生物墨水，在光的“壓力”下使材料變硬。打印結(jié)構(gòu)從生物墨水池中浮現(xiàn)出來(lái)。

想象一下用鋼筆畫一幅畫，一點(diǎn)一點(diǎn)地上色�，F(xiàn)在想象一下你必須粉刷整面墻：用鉛筆，這需要你花很長(zhǎng)時(shí)間。為了更快地繪畫，我們可以使用更寬的畫筆來(lái)為更大的表面著色。這就是 Vital3D 動(dòng)態(tài)光操縱技術(shù) FemtoBrush 的精髓。激光束的形狀會(huì)隨時(shí)變化，以表示鉛筆、畫筆或甚至更復(fù)雜的形狀，如橢圓形。

△采用 Vital3D 技術(shù)創(chuàng)建的支架

通過(guò)將這項(xiàng)創(chuàng)新引入光聚合生物打印技術(shù)中，Vital3D希望能夠應(yīng)對(duì)器官打印中血管化的挑戰(zhàn)�！袄L圖的筆”可以小到1 微米，以打印最小的血管，切換到“刷子模式”將使打印過(guò)程加快數(shù)百倍，從而能夠在 24 小時(shí)內(nèi)打印整個(gè)腎臟。

器官3D 打印的主要優(yōu)勢(shì)和局限性

器官生物3D打印是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展迅速的領(lǐng)域，但目前還無(wú)法打印出功能齊全、可移植的人體器官。盡管有報(bào)道稱生物打印組織已成功移植到動(dòng)物體內(nèi)，但距離人體移植仍遙遙無(wú)期。

器官移植的生物學(xué)原理十分復(fù)雜，而且需要長(zhǎng)期保持兼容性和功能性，這是研究人員仍在努力解決的挑戰(zhàn)。生物打印組織的血管化（血管的形成）仍然是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。如果沒(méi)有功能性血管網(wǎng)絡(luò)，就很難讓 3D 打印器官保持活力和功能性。

那么我們已經(jīng)可以用 3D 打印什么了？組織和器官模型、類器官（微型模型）、手術(shù)模型、牙科和個(gè)性化植入物、假體、助聽(tīng)器、藥物輸送裝置、個(gè)性化手術(shù)工具，以及最后但并非最不重要的患者專用指南。

3D生物打印在醫(yī)療領(lǐng)域的未來(lái)前景

雖然從長(zhǎng)期來(lái)看打印人體任何部位的是很值得期待的，但這很可能是一個(gè)需要多年時(shí)間才能逐漸實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。大多數(shù)從事該領(lǐng)域的研究人員都認(rèn)為，15 到 20 年是第一個(gè)大型生物3D打印人體器官出現(xiàn)的合理時(shí)間范圍。隨著技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)生物學(xué)的了解不斷加深，未來(lái)從復(fù)雜的器官到復(fù)雜的組織，更廣泛的人體部位都可能實(shí)現(xiàn) 3D 打印和移植。我想象生物打印可以延長(zhǎng)人類的壽命，讓我們的后半生更加愉快。

△Vital3D 的生物打印系統(tǒng)能夠創(chuàng)建多種個(gè)性化醫(yī)療模型

生物打印機(jī)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用代表著一項(xiàng)有希望的倫理變革，不僅在移植領(lǐng)域，而且在疾病研究和藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域也是如此。打印類器官或器官芯片模型和組織可以創(chuàng)建更人性化的模型（與目前的動(dòng)物模型相比），并提高研究過(guò)程的精確度和效率，最終帶來(lái)醫(yī)學(xué)的新進(jìn)展。目前，器官芯片模型的開(kāi)發(fā)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，表明積極利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究的前景光明。

隨著技術(shù)創(chuàng)新不斷提高器官芯片模型的可重復(fù)性、復(fù)雜性和可擴(kuò)展性，研究人員將能夠利用日益完善的工具來(lái)了解人體生理學(xué)和病理學(xué)。這些進(jìn)步不僅可以徹底改變我們對(duì)細(xì)胞和分子水平疾病的理解，還可以大大減少對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法的需求，為生物醫(yī)學(xué)科學(xué)更人道、更有效的新時(shí)代鋪平道路。