2016年生物3D打印領(lǐng)域十大進(jìn)展

　　在過去一年中，生物3D打印取得了許多重大突破。例如3D打印人類皮膚、骨骼甚至是功能齊全的甲狀腺。確實(shí)，3D打印為生物發(fā)展鋪平了道路，這也得益于3D打印機(jī)獨(dú)特的重建人體組織結(jié)構(gòu)能力。接下來，OFweek3D打印網(wǎng)小編將為大家盤點(diǎn)2016年生物3D打印領(lǐng)域的十大進(jìn)展，和大家一起回顧這一年3D打印在生物領(lǐng)域的重要事件。

　　1、英國布里斯托大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種新的生物墨水

　　近日，英國布里斯托大學(xué)(UB)的科學(xué)家開發(fā)出了一種新的生物墨水—它混合有干細(xì)胞并通過引導(dǎo)干細(xì)胞分化為骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，用這種墨水3D打印而成的結(jié)構(gòu)就能轉(zhuǎn)化為最初級的骨骼和軟骨，再經(jīng)過數(shù)周生長，便會(huì)成為真正可用的植入物。且墨水中的合成聚合物還能被從3D結(jié)構(gòu)中徹底“驅(qū)逐”出去，只留下有用的干細(xì)胞和天然聚合物，有助于在結(jié)構(gòu)中形成微尺寸的孔洞，而這些孔洞能幫助干細(xì)胞更有效地接觸到營養(yǎng)物質(zhì)。

　　據(jù)了解，這種新型墨水是由UB細(xì)胞與分子醫(yī)學(xué)學(xué)院Adam Perriman博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)研制的。它的成分中除了干細(xì)胞，還有兩種聚合物—從海藻中提取的天然聚合物，以及醫(yī)學(xué)中常用的一種合成聚合物。前者的功能是作為干細(xì)胞生長所需的營養(yǎng)，后者的作用則是令墨水在溫度升到一定程度后固化。目前，Perriman博士及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將他們的研究寫成了論文《使用模板多孔生物墨水進(jìn)行生物3D打印》發(fā)表到了《先進(jìn)醫(yī)療材料》雜志上。

　　2、科學(xué)家們創(chuàng)建了一臺(tái)可以制造器官、組織和骨骼的3D打印機(jī)

　　2016年2月15日，美國北卡羅萊納州維克森林大學(xué)(Wake Forest University)再生醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家們創(chuàng)建了一臺(tái)可以制造器官、組織和骨骼的3D打印機(jī)，理論上，這些打印出來的器官、組織和骨骼能夠直接植入人體。這一成果已于當(dāng)日發(fā)表在科學(xué)雜志《Nature Biotechnology》上。

　　據(jù)了解，此次研發(fā)的3D打印機(jī)使用計(jì)算機(jī)控制的噴嘴以一種非常精確的模式逐層擠出沉積材料，主要含有人體細(xì)胞的水凝膠。實(shí)際上，該3D打印機(jī)擁有多個(gè)噴嘴，一些擠出水凝膠，還有一些則擠出可生物降解材料，用來給打印出來的組織提供結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度支持。當(dāng)輔助材料溶解和組織在機(jī)器中完成孵化時(shí)，它就有可能植入人體。

　　目前還有待觀察維克森林大學(xué)的這款3D打印機(jī)是否能夠真的打印器官——他們將很快在實(shí)際的人類身上進(jìn)行測試。研究人員在其論文中說，在其打印的器官可以真正在一個(gè)人身上進(jìn)行測試之前，他們的技術(shù)還需要“進(jìn)一步發(fā)展”。

　　3、Organovo公司推出3D生物打印人類腎組織產(chǎn)品

　　2016年9月7日，全球領(lǐng)先的3D生物打印公司Organovo宣布推出一項(xiàng)新的3D生物打印產(chǎn)品——ExVive Human Kidney(ExVive人類腎臟)組織，并提供相應(yīng)的商業(yè)服務(wù)。

　　據(jù)悉，ExVive Human Kidney更為準(zhǔn)確的描述是3D生物打印腎臟近端小管模型，它將使客戶和研究人員更好地研究藥物和某些治療方式對人體腎臟的影響，有效地打開了先進(jìn)藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的大門。到目前為止，Organovo已經(jīng)收到關(guān)于該項(xiàng)創(chuàng)新產(chǎn)品的大量商業(yè)訂單。

　　Organovo公司在3D打印行業(yè)中以其顛覆性的3D生物打印組織服務(wù)而知名。其ExVive腎臟和肝臟組織產(chǎn)品為藥學(xué)研究人員提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)來重現(xiàn)復(fù)雜的細(xì)胞間相互作用和組織結(jié)構(gòu)元素來測試和確定藥物對器官的影響，從而使其更快速有效地發(fā)現(xiàn)藥物，降低藥物研發(fā)成本。

　　4、哈佛大學(xué)研發(fā)出3D打印腎小管

　　在過去的幾年中，我們已經(jīng)能夠發(fā)現(xiàn)生物3D打印取得了許多重大突破。而近期，哈佛大學(xué)的Jennifer Lewis實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家邁出了創(chuàng)建人工腎臟的第一步。通過3D打印機(jī)，Jennifer Lewis和她的同事創(chuàng)建出了腎小管，能夠?yàn)檠毫鲃?dòng)提供血管網(wǎng)絡(luò)，一定程度上可以代替生物捐獻(xiàn)腎臟。

　　據(jù)了解，要完成3D打印腎小管，首先要在室溫下用一種含有人類干細(xì)胞的凝膠支撐3D組織網(wǎng)格。隨后再使用另一種可在冷卻時(shí)變成液體的凝膠流出網(wǎng)格，以留下可生長的血管。將材料封閉在細(xì)胞外基質(zhì)中，將生長因子加入到中空通道中，以促使干細(xì)胞分化成特定的細(xì)胞類型。這種3D打印的腎小管可以存活超過兩個(gè)月。

　　5、CollPlant正開發(fā)用于生物打印的人體膠原蛋白基生物墨水

　　近期，再生醫(yī)學(xué)公司CollPlant宣布他們已經(jīng)從以色列經(jīng)濟(jì)部首席科學(xué)家那里獲得批準(zhǔn)，將為他們2016年的開發(fā)項(xiàng)目提供部分資金。CollPlant目前正在探索基于人體膠原的醫(yī)療產(chǎn)品新的用途，其中包括開發(fā)一種生物墨水材料以用于3D打印人體組織和器官。

　　據(jù)悉，該公司此次獲得批準(zhǔn)的發(fā)展計(jì)劃包括使用CollPlant rhCollagen開發(fā)多種可作為3D打印生物墨水材料的膠原基材料，這種材料可以促進(jìn)人體組織的自然發(fā)展。生物墨水將被用于開發(fā)3D打印器官以及3D打印用于創(chuàng)傷和燒傷治療的替代組織。除此之外，首席科學(xué)家還資助了一個(gè)用來治療前交叉韌帶(ACL)膝關(guān)節(jié)損傷中常見的肌腱和韌帶撕裂的產(chǎn)品。這兩個(gè)項(xiàng)目都將使用CollPlant公司的Vergenix STR(軟組織修復(fù)基質(zhì))，這是一種當(dāng)初被用來治療肌腱炎的產(chǎn)品。