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如何实现3D打印人体组织?

作者:动脉网 2015-08-19 07:54

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Aspect Biosystems 位于加拿大温哥华,是一家屡获殊荣的生物技术初创公司,专门从事3D生物打印和人体组织工程。该公司生产的一款3D打印机,可以通过3D打印制造出具有全面生物功能的人体组织,并可被用于危险或实验性药物的测试中,最终还可能制造出可移植的生物打印器官。

Aspect Biosystems是由加拿大不列颠哥伦比亚大学的一群研究人员创建,启动资金是该校的导师创业组织entrepreneurship@UBC。其独有的生物打印技术是将活细胞材料放入液化的水凝胶,再注入3D打印机中,逐层挤压成特定的形状。制作出的活生物结构将被放置起来进行孵化和培养,让其可以开始作用,创造出拥有生物学功能的活体组织。

近年来,为使动物免于再受伤害,人们对药物测试替代方法的需求变得日益迫切。而且,动物试验对许多疾病和状况会产生不一致或假阳性反应,使得其无法在人体试验中进行模拟。利用生物打印的类人体组织进行药物测试,能消除动物试验固有的不可靠性,并节省药物开发的支出。

利用生物打印的人体组织来测试药物,将大大减少、甚至逐步消除进行动物试验的需求。在动物试验中可能有效的动物模型,常常在人体模型中不能正常工作,浪费了宝贵的研究时间和金钱;而有了生物打印的人体组织,人们将不用再在扩展试验上耗费时间和金钱。此外,它还可以找出对人体生理奏效的治疗方法;而在过去,这些方法很可能因为在动物试验中表现不佳,在初始阶段就被淘汰。但Aspect Biosystems的雄心还远不仅仅局限于药物测试;对于自己的技术,他们有着更远大的计划。

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“我们的经营策略是从低做起,而药物开发市场绝对是我们在短期内最好和最重要的战略机遇。在未来,个性化医疗将是人们亟待开发的广大市场;从更长远来说,我们还为可植入的器官结构——可能是部分、而不是完整的器官,打开了一扇新的大门”, Aspect Biosystems的联合创始人Konrad Walus在The Vancouver Sun最近的一次采访中如是说,“如果未来一切顺利的话,人们可以迎来人工制作替代器官的时代。”

该技术还可以有其他应用,即利用特定患者的个体细胞物质,来创建与该患者有遗传匹配度的3D打印生物物质。这将允许人们筛除掉患者有不良反应的药物,或者对各种可用的治疗方法进行测试,以找到一个对特定患者效果最好、伤害最少的药物及方法。例如,对于癌症患者来说,许多治疗方法往往和疾病本身一样致命,有了这项技术,他们便可以复制患者的肿瘤细胞,以便让医生和研究人员找出针对该患者的、具有最少风险和不良反应的治疗方法。

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以上这些仅仅是生物打印在医疗行业有所作为的开始。随着技术的不断精湛,一切的限制都将不复存在。从3D打印的测试材料开始,接下来是生物打印的器官,然后再会有定制的器官。如果患者心脏功能较弱,就可以通过3D打印来获取一个健康的模型;对于整形爱好者,也可以通过生物打印做一个新的鼻子,而不是再花时间重塑自己本身的五官;在环境污染日益严重的今天,许多民众正忍受着污染引起的肺部不适,而生物打印的肺将会为他们提供帮助,缓解其呼吸困难之苦。

对现在的我们来说,这一切听起来也许像是科幻小说;但二十年前,人们也想象不到如今已能用钛在3D打印技术下制造火箭发动机,而有着这种发动机的火箭最近刚刚升空——这便是3D生物打印带给人们的未来,这便是医学科学的未来。在短短几年间,它的进步就已经如此惊人,它的时代的到来,必将远远快于大多数人们的想象。

编译丨陈欣     责编丨莫人英

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