089-62441081

揭秘3D打印技术如何改善人类健康?2020-12-12 02:38

本文中,小编整理了近年来涉及的研究报导,联合理解科学家如何利用3D打印机技术来提高人类身体健康!【1】3D打印机卵巢具备生育能力想一想3D打印机的皮肤、耳朵、骨支架和心脏瓣膜,3D打印机的爱好者不会说道,这种技术有产生医学革命的潜质。如今,由凝胶做成的人工卵巢需要使老鼠生育并产下身体健康的后代。研究人员回应,这种工程化的卵巢总有一天需要协助因超声或化疗造成不孕的癌症幸存者完全恢复生育能力。未参予该项研究的美国比佛顿市俄勒冈国家灵长类动物研究中心生殖科学家MaryZelinski回应,这项“具备里程碑意义的研究成果”是“关于生殖系统的组织的生物工程应用于的一个最重要进展”。在这项研究中,科学家用于了一个具备升空凝胶燃烧室的3D打印机,而其所用于的凝胶源于动物卵巢中天然不存在的胶原蛋白。研究人员通过在载玻片上打印机各种重合的凝胶纤维图案来建构卵巢,这就像用林肯积木造房子一样,只不过是在一个更加小的规模上——每一个脚手架据测量只有15毫米×15毫米大小。【2】CirculationRes:重磅!3D打印机补丁或未来将会修缮患者损毁的心脏DOI:10.1161/CIRCRESAHA.116.310277近日,公开发表在国际杂志CirculationResearch上的一篇研究报告中,来自明尼苏达大学等机构的研究人员通过研究研发出有了一种具备革命性的3D生物打印机补丁,其需要协助修缮心脏病发作后患者的经常出现疤痕的心脏的组织,该研究对于后效化疗心脏病发作患者机体的的组织受损十分关键。据美国心脏协会数据表明,心脏病是引起美国人丧生的头号凶手,其每年不会引起多达36万人丧生;在心脏病发作期间,患者机体的血流往往会泵入到心脏肌肉中,从而就不会引起心脏细胞死亡;我们的机体无法更换掉这些心肌细胞,因此机体的心脏中就不会构成疤痕的组织,从而就不会使得患者正处于心脏功能损毁以及未来频发的风险之中。这项研究中,研究人员利用基于激光的3D生物打印机技术将派生合为体心脏细胞的干细胞含有到了一种类似支架中,这种干细胞就需要在类似支架生长,并且在实验室的培养皿中还可以构建实时跳动。当将细胞补丁置放仿效心脏病发作的小鼠模型机体中时,研究者找到在接下来四周时间里小鼠机体的心脏功能再次发生了显著的减少,由于这种补丁是由心脏中土生土长的结构蛋白和细胞构成,其不会改变沦为心脏中的一部分并且被机体所吸取,这样就可以让患者免遭手术了。【3】3D打印机器官,离我们还有多近?享有了3D生物打印机,就如同换成机器上的老旧零件,我们将需要为找寻匮乏的捐赠器官而担忧;构建了人工智能,机器需要胜任一些一般来说必须人类智能才能已完成的简单工作,面临有可能不存在的威胁与挑战,人类的发展也许又将步入新的纪元;创建了量子通信网络,基于量子信息传输的高效和意味著安全性,更好的将享用到新一代通信技术有可能带给的新变化……随着科技的发展,很多以前不能天马行空般经常出现在科幻小说和电影中的场景,已仍然是天方夜谭。今日起每两周,本刊将向您展出近期的、让人脑洞大开的前沿科技,探究先锋科技的产业生态以及各类最炫酷的创意产品。比如说一下,你身上的某个器官或者的组织经常出现了状况,你于是以担忧能否寻找匮乏的捐赠器官。这时候,医院用3D生物打印机打印机出有一个全新的器官移植到你体内,就像换成一个机器上的老旧零件一样非常简单……借助科技的发展,这个以前不能经常出现在科幻小说和电影中的场景,早已不是天方夜谭。【4】LabonaChip:科学家利用3D打印机技术顺利生产出有人工血管doi:10.1039/C4LC00030G血管在我们机体中迂回曲折,其分担着运输适当营养物质排泄剧毒废物的机能,为我们机体器官的长时间工作保驾护航,长期以来研发新型人工血管仍然是个难题,近日,来自布莱根妇女医院的科学家通过利用3D打印机技术顺利地建构出有了人工血管,涉及研究成果刊出于国际杂志LabonaChip上。生物工程学家AliKhademhosseini博士回应,近年来我们在生产简单的人工的组织,比如人工心脏、肝脏以及肺脏等上获得了难以置信的成绩,然而研发出有人工血管仍然是的组织工程领域的一项关键挑战;研究者们尝试着通过融合3D打印机技术开发类似的血管水凝胶结构来展开深入研究。这项研究中,研究者首先利用3D生物打印机研发出有了一种琼脂糖纤维模板来作为人工血管的模板,随后用水凝胶覆盖面积模板,构成一种铸模具,最后通过交联技术来展开修整;利用这种新型技术研究人员早已顺利建构出有了可以展现出出有建筑学特性的微地下通道网络,随后就可以用水凝胶来填充微地下通道,比如甲基丙烯酸酯或者基于有所不同浓度水凝胶类的核苷酸物。【5】美国西北大学研发出有3D打印制血管支架近日,来自美国西北大学的两位科学家GuillermoAmeer和孙成联合合作,用于3D打印机技术开发出有了需要根据患者身体情况展开自定义的可生物降解弹性支架。“当下绝大多数的支架都是用金属承托的,只有现成的几种尺寸可供选择。

揭秘3D打印技术如何改善人类健康?

”Ameer说道,他是美国西北大学McCormick工程学院的生物工程教授兼任Feinberg医学院外科教授。“医生们不能去猜中哪种支架的尺寸正好合适维持血管对外开放。但是我们每个人都是有所不同的,最后的效果几乎依赖每个医生的经验,所以这不是最佳的解决方案。”据理解,如果支架不适合的话,就有可能会在动脉中移动,阻碍血液流动,这有可能最后造成植入告终。在这些情况下,医生就必需以某种方式新的关上堵塞的支架或展开旁路血管移植术。这是一个便宜和高风险的过程。“通过3D打印机具备需要符合患者血管对于准确几何形状和生物特性的拒绝的支架,我们预计可以最大限度地增加这些并发症的概率。”【6】PNAS:利用干细胞自定义具备抗炎作用的3D打印机软骨doi:10.1073/pnas.1601639113为了不必手术就可以化疗磨损发炎的髋关节,科学家们在类似于髋关节股骨头的3D支架上诱导干细胞展开编程生长为新的软骨,同时融合基因治疗还可以转录新的软骨获释抗炎分子避免发作。该工作由华盛顿大学医学院的研究人员已完成,公开发表在国际学术期刊PNAS上。这项技术用于了一种3D可生物降解的制备支架,这种支架可以根据病人关节的精确形状展开自定义,再行利用病人皮肤下脂肪组织中的干细胞诱导构成软骨,将其覆盖面积在3D支架上从而取得新的关节软骨。随后将新的软骨植入发炎髋关节表面,用活的组织新的覆盖面积髋关节,从而避免关节炎疼痛,减缓甚至避免一些病人对关节更换手术的必须。除此之外,研究人员还利用基因疗法将一个基因放入到新生的软骨细胞中,再行用一种非常简单药物将其转录,该基因可以增进抗炎分子的获释进而避免关节炎发作。“在有炎症的时候,我们可以给病人一种非常简单的药物,转录我们植入的基因来减少关节部位的炎症,这样我们就可以在给定时候暂停给药来重开基因的传达。”研究人员这样说。【7】3D打印机“迷你大脑”解密寨卡病毒寨卡,一种通过蚊虫展开传播,症状与相近的病毒,目前早已在美洲、非洲及亚洲等32个国家和地区大规模传播。2015年春天,巴西发病第一例寨卡病毒感染,之后病毒开始在南美洲较慢蔓延到频发,自此,寨卡病毒再度转入人类视野。尽管目前仍未找到寨卡病毒对一般成人有可怕危害,但是孕妇一旦病毒感染,部分新生儿将不会在出生于20小时内病死小头畸形。目前世界上未有研发出有需要有效地对付寨卡病毒的疫苗,这是最让研究人员深感担忧的事情,因此今年2月1日世界卫生组织将寨卡病毒列入国际医疗紧急事件之一。到目前为止,病毒感染最相当严重的巴西病毒感染人数大约为150万人,其中有数3500事例新生儿小头症病例,而一些新生儿因为小头畸形问题相当严重而丧生。但是最近,寨卡病毒的研究有了突破性的进展。4月22日,在美国工作的多名华人科学家在新一期美国《细胞》杂志上宣告,他们利用3D打印机“造屋”技术,培育出了一种低价的“迷你大脑”,可用作研究寨卡病毒如何引发新生儿小头症和其他出生缺陷。【8】Biomaterials:3D打印机脑组织可研究脑疾病doi:10.1016/j.biomaterials.2015.07.022大脑是一个极为简单的机体结构,其享有约86亿的神经细胞,目前研究者所面对的挑战就是创立一种台式脑组织,这样研究者就可以对大脑的结构展开精细化研究了。近日一篇公开发表在国际杂志Biomaterials上的一项研究报告中,来自国外的研究人员通过仿真脑组织的结构研发出有了一种含有神经细胞的新型3D打印机层状结构。台式脑组织的价值十分极大,许多医药公司都花费了数百万美元来检测化疗性药物对动物模型的反应,目的就是在临床试验中来证实新型药物的多种起到,但他们并不确认人类的大脑和动物大脑究竟差异性有多大。可以准确反应现实大脑的组织的台式脑组织也许不仅可以协助研究药物效应,而且还能协助研究大脑障碍的发作机制,比如或神经的脑部疾病等。研究者GordonWallace说,我们在研发台式脑组织上的希望对于了解探究脑组织功能,同时研发新型药物实验性检测手段十分最重要;我们距离打印机大脑的目的还较远,但使得重排细胞的能力或可构成神经网络;为了生产产生6层脑组织结构,研究人员研发出有了所含天然碳水化合物材料的生物墨水,这种材料具备特殊性,即可以使得细胞在结构的组织上准确地集中,并且为细胞生长获取保护性屏障。【9】日本研究用于3D打印机技术生产血管等简单的组织目前,在再造医疗领域,日本多家科研机构在研究用于3D打印机技术生产血管等简单的组织。佐贺大学将iPS细胞(人体诱导多功能干细胞)培育出的细胞群打印机成管状结构,做成血管。京都大学利用3D打印机技术做成包覆着神经的筒状的组织,并将其重制到实验鼠身上,构建了神经的再造。日本政府预计到2020年前后,ips细胞将可用作化疗心脏病等疾病,正在集中力量掌控与人体的组织形状相似的人造立体的组织重制技术。ips细胞不仅被用作化疗眼部的疑难病症,未来还有可能被用作化疗心力衰竭和。在培育用作重制化疗的长血管和立体内脏时,管状和袋状的的组织结构经常必须用于很多细胞。研究团队指出,既然3D打印机技术的原理是层层变换树脂材料打印机正式成立体作品,如果用细胞替换树脂,也可以打印机出有立体的的组织。佐贺大学教授森田茂树的研究团队将人类ips细胞培养出可发育成血管的细胞群,并在多排细针构成阵列的微型基座上层层串连细胞,最后打印机出长2厘米,直径5毫米的管状结构。