揭秘3D打印技术如何改善人类健康?-英超下注

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本文中,边肖整理了近年来涉及的研究报告,共同了解了科学家们是如何利用3D打印机技术改善人类健康的![1]3D打印机的卵巢有生育能力。想想3D打印机的皮肤,耳朵,骨支架,心脏瓣膜。

3D打印机的粉丝不会说这项技术有潜力产生医学革命。现在用凝胶做的人工卵巢需要生老鼠,生健康的后代。

研究人员回应说,这种工程卵巢有一天将需要帮助因超声波或化疗而不孕的癌症幸存者完全恢复生育能力。美国贝弗利山俄勒冈国家灵长类动物研究中心的生殖科学家玛丽泽林斯基(MaryZelinski)没有参与这项研究,她回应说,这项“里程碑式的研究成果”是“生物工程在生殖系统组织上应用的最重要进展”。

在这项研究中,科学家使用了一台带有剥离凝胶燃烧室的3D打印机,其中使用的凝胶来自动物卵巢中不天然存在的胶原蛋白。研究人员通过在载玻片上打印各种重叠的凝胶纤维图案来建造卵巢,这就像用林肯积木建造房子一样,只是在较小的规模上,每个脚手架的尺寸只有15毫米15毫米。【2】循环RES:重!3D打印机补丁未来会修复患者受损的心脏。

DOI:10.1161/Cirresa . 116.310277最近,在国际期刊《循环研究》上发表的一份研究报告中,明尼苏达大学和其他机构的研究人员通过研究开发了一种革命性的3D生物打印机贴片,它需要帮助心脏病发作后经常有疤痕的患者修复心脏组织。本研究对心脏病患者化疗后的组织损伤进行了研究。

根据美国心脏协会的数据,心脏病是美国人的头号杀手,每年不会造成多达36万人死亡;心脏病发作时,患者身体的血流经常被泵入心肌,这样就不会导致心脏细胞的死亡;我们的身体无法替代这些心肌细胞,所以身体的心脏不会有疤痕组织,这样患者就不会有心脏功能受损和以后频繁发生的风险。在这项研究中,研究人员使用基于激光的3D生物打印机技术,将来自体细胞心脏细胞的干细胞整合到类似的支架中,该支架需要在类似的支架中生长,并且还可以在实验室培养皿中建立实时跳动。当将细胞贴片放入模拟心脏病发作的小鼠模型体内时,研究人员发现,在接下来的四周内,小鼠身体的心脏功能再次显著下降。由于补片是由心脏本身固有的结构蛋白和细胞组成,不会发生变化,成为心脏的一部分,被身体吸收,从而使患者免于手术。

【3】3D打印机的器官离我们有多近?拥有3D生物打印机就像在机器上用旧零件替换它。我们需要担心找到稀缺的捐赠器官;构建的人工智能,机器需要能够胜任一些一般必须由人类智能完成的简单任务,面对可能不存在的威胁和挑战,人类发展可能进入新时代;量子通信网络已经建立。

基于量子信息传输的高效性和安全性,它将更好地享受新一代通信技术可能带来的新变化.随着科技的发展,以前科幻电影中经常出现的很多场景,现在依然是幻想。从今天开始每两周,本杂志将向您展示最新的让人胸怀大志的前沿技术,探索先锋科技的产业生态和各种最酷的创意产品。比如你身体的某个器官或组织经常有状况,你就担心自己能否找到稀缺的供体器官。

当时,医院用3D生物打印机打印出一个全新的器官被移植到你的体内,这就像在机器上用旧零件替换它一样简单.随着科学技术的发展,这种以前在科幻小说和电影中不常出现的场景不再是幻想。[4] LabonaChip:科学家利用3D打印机技术成功生产出人造血管DOI: 10.1039/C4LC00030G。血管在我们体内有曲折,共同承担着输送适当营养物质和排泄剧毒废物的功能,为我们的身体器官长期工作保驾护航。

长期以来,开发新的人工血管仍然是一个难题。近日,布里格姆女子医院的科学家利用3D打印机技术成功构建了人工血管,涉及生物工程学家AliKhademhosseini博士回应说,近年来,我们在生产人工心脏、肝脏、肺等简单人工组织方面取得了不可思议的成就,但开发人工血管仍然是组织工程领域的一个关键挑战;研究人员试图通过融合3D打印机技术来开发类似的血管水凝胶结构。在这项研究中,研究人员首先利用3D生物打印机开发了一种琼脂糖纤维模板作为人工血管的模板,然后用水凝胶覆盖区域模板形成铸模,最后通过交联技术展开和修剪;利用这项新技术,研究人员成功构建了一个可以显示建筑特征的微型地下通道网络,然后他们可以用水凝胶填充微型地下通道,例如甲基丙烯酸酯或基于不同浓度水凝胶的核苷酸。

[5]西北大学开发了一种3D打印制作的血管支架。近日,美国西北大学的两位科学家吉列尔莫米尔(GuillermoAmeer)和孙成(Sun Cheng)合作开发了一种可生物降解的弹性支架,这种支架需要根据患者的身体状况进行定制。“目前大部分支架都是金属支撑,只有几种现成的尺寸可供选择。

”阿米尔说,他是西北大学麦考密克工程学院的生物工程学教授,也是范伯格医学院的外科学教授。“医生无法猜测哪种支架尺寸恰好能保持血管对外开放。但我们每个人都不一样,最终效果几乎取决于每个医生的经验,所以这不是最好的解决办法。

”据了解,如果支架不合适,可能会在动脉中移动,阻断血流,最终可能导致植入结束。在这些情况下,医生必须关闭堵塞的支架或以某种方式进行旁路血管移植。这是一个廉价且高风险的过程。

“通过带有支架的3D打印机,支架需要满足患者血管的排斥反应,以获得准确的几何形状和生物学特征,我们预计将最大限度地增加这些并发症的可能性。”[6] PNAS:利用干细胞定制具有抗炎功能的3D打印机软骨DOI: 10.1073/PNAS.1601639113为了不用手术就能治疗磨损发炎的髋关节,科学家在类似髋关节股骨头的3D支架上诱导干细胞扩张生长成新的软骨,融合基因治疗还可以转录软骨释放的新的抗炎分子以避免发作。这项工作由华盛顿大学医学院的研究人员完成,并发表在国际学术期刊《PNAS》上。

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这项技术用于制备3D生物可降解支架,可根据患者关节的精确形状进行定制。然后利用患者皮下脂肪组织中的干细胞诱导软骨,将覆盖区域覆盖在三维支架上,获得新的关节软骨。然后在发炎的髋关节表面植入新的软骨,用活体组织覆盖髋关节,以避免关节炎疼痛,减缓甚至避免部分患者需要进行关节置换手术。此外,研究人员还使用基因疗法将一个基因放入新生软骨细胞,然后用一种非常简单的药物将其转录。

这个基因可以促进抗炎分子的释放,避免关节炎。
“当有炎症时,我们可以给患者一种非常简单的药物,并转录我们植入的基因来减轻关节炎症,这样我们就可以在给定的时间暂停给药,重新开启基因传递。”研究人员这样说。

[7]7】3D打印机“Mini Brain”解密寨卡病毒寨卡病毒是一种由蚊子传播的具有类似症状的病毒,已经在美洲、非洲、亚洲等32个国家和地区大规模传播。2015年春,巴西出现首例寨卡病毒感染,随后病毒开始在南美缓慢而频繁地传播。从此,寨卡病毒再次变成了人类的视觉。

虽然尚未发现寨卡病毒对普通成年人造成可怕的伤害,但一旦孕妇感染病毒,部分新生儿在出生20小时内不会死于小头畸形。目前世界上还没有研制出需要有效应对寨卡病毒的疫苗,这是研究人员最担心的事情。

因此,今年2月1日,世界卫生组织将寨卡病毒列为国际医疗突发事件之一。截至目前,感染最严重病毒感染的巴西病毒数量约为150万,其中新生儿小头症3500例,部分新生儿因小头症死亡。不过最近对寨卡病毒的研究有了突破。

4月22日,许多在美国工作的中国科学家在美国《细胞》杂志的新一期上宣布,他们利用3D打印机“建房子”的技术培育出了一种低成本的“迷你大脑”,可以用来研究寨卡病毒是如何导致新生儿小头畸形等出生缺陷的。[8]生物材料:3D打印机可以研究脑部疾病DOI:10.1016/j . Biomaterials . 2015 . 07 . 022大脑是一个极其简单的身体结构,大约有86亿个神经细胞。目前,研究人员面临的挑战是创建一个桌面脑组织,以便研究人员可以对大脑的结构进行详细的研究。

在最近发表在国际期刊《生物材料》上的一份研究报告中,来自国外的研究人员通过模拟脑组织的结构,开发了一种新的包含神经细胞的3D打印机分层结构。桌面脑组织的价值极其巨大。许多制药公司花费了数百万美元来测试化疗药物对动物模型的反应,目的是在临床试验中证明新药的各种作用,但他们不确定人脑和动物脑有多大不同。桌面脑组织,能够准确反映真实的脑组织,可能不仅有助于研究药物作用,也有助于研究脑障碍的攻击机制,如神经性脑疾病。

研究员戈东华莱士(GordonWallace)说,我们希望开发桌面脑组织,对于了解脑组织的功能,开发新的药物实验检测方法非常重要;我们离打印机脑的目的还很远,但重新排列细胞的能力可能构成神经网络;为了产生六层脑组织结构,研究人员开发了含有天然碳水化合物材料的生物墨水,这种墨水是特殊的,即它可以精确地将细胞集中在结构上,并获得细胞生长的保护屏障。[9]日本研究3D打印机技术生产的血管等简单组织目前在医学重建领域,日本很多科研机构都在研究3D打印机技术生产的血管等简单组织。

佐贺大学将iPS细胞(人类诱导多能干细胞)培养的细胞群打印成管状结构,制成血管。京都大学利用3D打印机技术制作了一种涂有神经的管状组织,并在实验小鼠身上进行重建,构建神经重建。

日本政府预计,ips细胞将在2020年左右用于心脏病等疾病的化疗,并正在集中力量控制类似人体组织形态的人工三维组织重建技术。Ips细胞不仅用于疑难眼病的化疗,将来还可能用于心力衰竭和心力衰竭的化疗。当培养用于化疗的长血管和三维内部器官时,管状和袋状组织结构通常必须用于许多细胞。
研究小组指出,既然3D打印机技术的原理是将树脂材质的打印机一层一层改造成正式的人体作品,如果用细胞代替树脂,也可以打印出三维组织。

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佐贺大学教授森田茂树的研究团队将人类ips细胞培养成一组可以发育成血管的细胞,并在多排细针形成的微基底上将细胞层层相连。最后,印刷长度为2厘米、直径为5毫米的管状结构。

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