原标题:科学家发明新型3D打印系统 可制造人耳肌肉和骨骼

中国网2月17日讯 据巴西媒体2月16日报道,利用3D打印技术来制造人体组织已经不算新闻,但最近美国北卡罗来纳州威克•弗里斯特浸会医疗中心的科学家尝试并指出可能利用新型3D机打印的人体组织来取代患者受损的组织。

在13日发布在《自然生物》上的报告中,研究者指出,已成功用3D打印制造出人耳、肌肉组织和骨骼。在动物实验中,这些组织与血管连接,成功具有了原组织的功能。最重要的是,结果表明,该结构具有的尺寸、强度和功能证明其可以用于人体。

“这种新型的打印器官和组织的方法,对于我们在探索患者受损组织的替代物方面是一项重要突破”,威克•弗里斯特浸会医疗中心再生医学研究所主任,同时也是这项研究报告的共同作者安东尼•阿塔拉介绍道,“这项技术能制造出稳定的组织,可以是人体组织,也可以是其他任意一种形状。”随着该技术进一步发展,它有希望被用来制造活组织和器官结构,以用于器官移植。

组织工程学又称“再生医学”,科学家们在实验室中培育组织和器官,寻求解决器官移植中供体不足的问题。新型3D打印的精度使得复制复杂的人体组织和器官有了希望,但迄今为止的开发设备仍不能够产生具有足够规模和强度的结构作为植入物。

这个新型打印系统被命名为“器官与组织集成打印系统”(英文缩写ITOP),为研制成功这套打印系统,科学家们付出了十年的努力。该系统可同时沉降生物降解的聚合物以及水基凝胶,为增加电阻,还设置了临时外部装置。

目前组织工程学面临的最大挑战,就是如何保证制造的器官足够“长寿”以确保它在人体中的完整性。为解决这一问题,科学家优化了生物墨水,以水溶液来支持细胞,并在打印器官的同时在组织内部构造微型通道。这些通道可以使得营养物质和氧气通过打印的器官输送到身体,在体内新的循环网络还未构建起时保证器官内细胞的存活。

“我们的研究成果表明,我们使用的‘生物墨水’以及微型通道能为细胞和组织存活、生长的合适环境”,阿塔拉介绍说。

通过ITOP打印的人耳已经进行了移植到小鼠体内的实验。在两个月内,移植的人耳形状未发生变化,器官内的软骨组织和血管形成。另一项实验是将3D打印的肌肉组织移植到小鼠体内,两周后,实验证明肌肉组织强健并足以维持其结构特点,支撑血管和神经组织的形成。此外,科学家还进行了颚骨碎片的移植试验,他们通过新技术打印出大小和形状需要为人类面部重建所需的碎片,为研究骨骼在人体内的成熟,研究人员将小块的颚骨碎片移入大鼠体内,5个月后,骨组织内形成了血管。(夏云帆)

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