“3D生物打印(3D Bio Printing)”是指利用含有细胞和生物材料的生物墨水以及三维(3D)打印机来制造人工器官或组织的技术。


3D生物打印的核心是生物墨水。为了构成人体组织,必须以细胞或蛋白质为基础,因此会将能够在患者人体组织中既保持柔软又能维持形态的辅助材料混合制成。通常生物墨水中会混合使用海藻酸盐(alginate)、胶原蛋白(collagen)、水凝胶(hydrogel)等。

POSTECH研究团队利用3D生物打印技术制成的人造肌肉。POSTECH提供

POSTECH研究团队利用3D生物打印技术制成的人造肌肉。POSTECH提供

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胶原蛋白中含有细胞,水凝胶则负责向细胞输送营养。牙齿、骨骼等组织使用磷酸钙,软骨等则使用再生所需的多糖类等,根据拟构建的人体组织特性不同,所用的细胞和蛋白质也各不相同,构建适宜的生存环境同样十分重要。由于生物墨水在加热时既不能使细胞受损,也不能改变基质,因此寻找合适的生物墨水材料被视为核心课题。


近期,3D生物打印技术已被应用于实际患者治疗,并陆续取得成果。根据19日医学界消息,在韩国、美国、印度等5个国家开展的临床试验中,无论种族、年龄以及病变部位的大小或位置如何,患者定制化贴片手术均被评价为可行。此外,浦项工科大学(POSTECH)研究团队利用来源于海藻的天然碳水化合物和对人体无害的可见光,开发出了细胞存活率和分辨率都很高的生物墨水,并发表在国际学术期刊《Carbohydrate Polymers》上。



在此推动下,医学界认为生物打印技术有望在不久的将来大规模应用于患者治疗,并成立了生物打印研究会。生物打印研究会会长、首尔大学医学院教授 Kang Daehee 表示:“融合了人工智能和大数据的生物打印技术,有可能为慢性病患者打开治疗的新范式。今后将通过研究会推动产业界、研究机构和医院之间的协作,确立生物打印与再生医疗的发展方向,并不断产出相关成果。”


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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