盘点——生物医疗3D打印领域八大最新进展

近年来，3D打印技术在医疗领域的应用越来越受到重视，其主要应用实例有：人体植入物、手术导板、医疗器械等。每个人的骨骼形态都是独一无二的，3D打印技术能够根据每个人原生骨骼的特征进行个性化定制，生产出与原生骨骼完全匹配的产品，从而减少植入物（或假体）对人体的影响，最大程度恢复人体骨骼的正常功能。接下来南极熊盘点一下最近3d打印在生物医疗领域的最新进展。

随着技术、材料、投资、政策法规等大环境逐渐改善，3D打印正在被越来越多的医生和医院采纳，成为精确和个性化治疗的强有力的辅助手段。而近期一系列生物3D打印领域的惊喜进展，也为我们展现了诸多的可能和机遇。

1.迪拜计划在其所有医院中应用3D打印技术

近日，迪拜卫生局（DHA）宣布，到2017年，迪拜所有的医院将在各种应用中使用3D打印技术，包括3D打印假肢、假牙模具、骨折石膏以及用于术前准备和模拟的3D打印器官。

DHA组织变革部主任Mohammad Al Redha博士说，将3D打印技术整合入迪拜所有的医院的计划已经制定好了，在接下来的一年中会推进落实。 “这种策略将加速医疗程序、节约成本以及帮助医生在术前阶段计划复杂的手术。”

点评：土豪迪拜在3D打印应用方面一直是“大手笔”的典范，在医疗3D打印方面的规划布局也接连而至。如果这些规划能在短期内实现，迪拜无疑将成为这一领域的领导者。

2.以干细胞为原料的3D打印骨组织工程支架

荷兰Maastricht大学Moroni实验室（欧洲最大的生物制造中心之一）近日研发出一种独特的3D打印支架，从而为干细胞定向分化成为骨骼细胞创造了有利条件。

项目研究人员表示，他们希望通过3D打印支架来控制细胞的“命运”，并建立包括皮肤细胞、骨细胞等细胞结构的完整数据库。“第一代产品中的细胞是悬浮在水凝胶、或着被植入3D多孔基质当中的，但是这些再生组织会在手术几年后导致退化，因此还需要再次进行手术。”

要解决这些障碍，3D打印的“智能构建”作用尤为关键，它帮助实现对植入干细胞的控制。“更好地控制细胞间的物质互相作用是非常必要的，这样可以维持组织工程的结构和时间。同时也是将细胞保持在原位、控制细胞在3D打印支架中休眠、繁殖和分化的关键。”

点评：干细胞分化，是迈向3D打印骨骼植入物非常重要的一步。Maastricht大学此次的研究成果，为3D打印骨骼和关节植入物的开发注入了新的可能。

3.哈佛科学家3D生物打印出“活的”肾脏模型

哈佛大学Hansörg Wyss生物工程教授Jennifer A. Lewis领导的一个研究团队3D打印出了一个管状的3D肾结构，据称该结构能够再现肾的功能。

通过与罗氏制药公司的科学家Annie Moisan的密切合作，他们在之前的基础上构建出了一个功能性的3D肾结构，这个结构包含活的人类上皮细胞，该细胞组成了肾小管表面。目前这项研究已经在线发表在了《Scientific Reports》杂志上。

团队创建的3D肾结构模拟的是近端小管，是肾小管中最长最粗的一段，是每个肾单位的重要组成部分。

点评：3D打印人造器官还有多远？Organovo、Wake Forest等企业组织在这一方面已经做出了一些成果，而哈佛大学的肾脏结构模型，助推3D打印往这个终极方向迈进了有益的一步。

4.韩国研发新型蚕丝3D打印机 用于制造医疗植入物

韩国农业发展管理局（RDA）宣布其与翰林大学联合研制了一台以蚕丝蛋白为材料的新型3D打印系统，主要用作医疗设备。

蚕丝是一种含75%蚕丝蛋白的蛋白纤维，蛋白质因良好的生物相容性通常被用于制造医疗设备，认识到这种材料的好处，以及3D打印技术在精确形状成型方面日益增长的潜力，RDA和翰林大学的研究人员决定用蚕丝3D打印骨科植入物，例如：钢板、螺钉、夹等。

点评：蚕丝蛋白来做材料，不仅生物相容性容易受到认可，成本也低、来源丰富又不用费大工夫去调制，怎么想怎么方便！商业化之后大概韩国的养蚕业也会火咯~

5.3D打印可定制血管支架

近日，来自美国西北大学的两位科学家Guillermo Ameer和孙成共同合作，使用3D打印技术开发出了能够根据患者身体情况进行定制的可生物降解弹性支架。这种技术被称为一种被称为微连续液相界面制造（microCLIP）。

“当下绝大多数的支架都是用金属支撑的，只有现成的几种尺寸可供选择。如果支架不合适的话，就有可能会在动脉中移动，干扰血液流动，这有可能最终导致植入失败。通过3D打印具有能够满足患者血管对于精确几何形状和生物特性的要求的支架，我们预计可以最大限度地减少这些并发症的概率。”

6.用于打印微流控芯片的3D打印机

Dolomite推出了全球第一台可以打印流体密封装置的商用3D打印机Fluidic Factory，它能够提供快速、简便、可靠的打印服务，每片芯片的打印成本仅需1美元。所用3D打印材料是经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的一种坚固且半透明的材料，名为环烯烃共聚物（COC），对3D打印设备而言，这种材料容易获取而且价格便宜，几乎适用于所有应用。

点评：微流控系统可以为3D 组织提供营养、氧气和生长因子，具有更广泛的类型、功能与用途。未来，先进的生物3D打印机不仅可以打印微流控平台，还可以同时在微流控平台中直接打印出定制化的微观人体组织。

7.3D打印“超弹性骨头” 重建手术可快速融合再生

来自西北大学（位于美国伊利诺州的埃文斯顿市）的研究者发明出超弹性骨头。这种“超弹性骨头”可以被植入到皮下作为骨头生长的支架，或是取代失去的骨头。

这种骨头含3种成分：氢氧磷灰石、具生物相容性的聚己内酯和溶剂。它极易切割、折叠、翻卷，它还能在不需要胶水或胶布的情况下被按压到骨头材料缺失的位置。另外，它还具备了高度多孔性和吸附性，这些对于让骨移植材料促进血管生长非常重要。

点评：若你在不久的未来伤到了骨头，3D打印也许就是你最佳的良药。虽然这项技术还未在人体上进行试验，但研究人员已经在动物（猴子和大鼠）身上取得了成功。这种做法对传统的骨重建外科手术来说是一大进步。

8. 欧莱雅探索3D打印毛囊技术

近日，欧莱雅与该国生物技术初创公司Poietis签订了一份独家科研合作协议。两家公司将共同运用生物打印和头发方面的生物突破技术，探索3D打印功能性毛囊的可能性。

双方将使用Poietis的自定义激光辅助3D生物打印技术，并结合欧莱雅在头发生物学方面的专长。Poietis的3D打印平台可用获得10微米的细胞分辨率，而且其活性细胞比率高达95%。借助3D打印技术，这些细胞结构通常三个星期就能成熟，并能够用于组织测试，请关注南极熊3d打印网。

来源：3d打印世界
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