生物3D打印雖然是一個非常新穎的領域,但已經產生了許多有具有創(chuàng)造性的案例。目前醫(yī)學工作者正在深入研究3D打印皮膚,這是該領域最實用的項目之一。下面讓我們一起看看3D打印皮膚在醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的重要性以及未來的發(fā)展趨勢。
為什么要3D打印皮膚?
盡管許多人還沒有意識到,但皮膚是人體最大的生物組織,健康的皮膚對于人體健康至關重要。由于它覆蓋了我們的身體并且是我們防御外在病毒的第一道防線,因此很容易遭受多種傷害。燒傷,深傷口和無法愈合的傷口都可能對人體構成巨大威脅,需要立即進行治療。
治愈嚴重皮膚損傷的最佳方法是通過移植,但是通常,這必須來自供體。對于更嚴重的傷口,需要移植的皮膚具備:表皮,真皮和皮下組織,因此很難找到合適的移植物。
最重要的是,供體上任何形式的健康皮膚都是稀缺資源,這對于急需進行皮膚移植的患者來說可能是個壞消息。
得益于生物3D打印技術的出現(xiàn),這種情況很快就會消失。新技術使醫(yī)生能夠為患者制造仿生學移植物,他們希望患者能夠盡快徹底消除病痛。
生物學家可以根據(jù)患者需要的深度和形狀,制作出完全適合患者傷害的皮膚移植物。他們還可以打印所有三種類型的皮膚細胞,這意味著即使嚴重燒傷和割傷也可以通過3D打印技術進行處理。這些項目非常有前途,并且可能會在不久的將來在世界各地的醫(yī)院中使用。
維克森林再生醫(yī)學研究所
威克森林再生醫(yī)學研究所已證明自己是生物3D打印行業(yè)中的先驅者,他們已成功打印了從膀胱到心血管組織的許多3D打印器官,F(xiàn)在他們正在不斷嘗試將人類皮膚直接印在模型病人身上。
他們所使用的3D打印機能夠打印出三種皮膚細胞,這意味著它可以幫助患者治愈非常深的傷口。他們相信,通過對病患區(qū)域預先進行3D掃描,他們可以直接在患者的傷口上進行打印并完美貼合。除此之外,他們的3D打印機將使用患者自己的皮膚細胞,這意味著患者身體排斥移植物的風險很小。
多倫多大學
多倫多大學的研究人員將生物3D打印皮膚的便利性提高了更高一個層次:他們生物3D打印機完全是手持式的。根據(jù)團隊的說法,“手持3D打印設備只有一個小鞋盒大小,重量不到一公斤。它還需要最少的操作人員培訓,并且省去了許多傳統(tǒng)生物3D打印機所需要的清洗和孵育階段!
他們還創(chuàng)造了細胞和蛋白質的完美混合物,可用作生物墨水。其中包括透明質酸蛋白,它通常在人的結締組織中發(fā)現(xiàn)并促進細胞的愈合和增強。目前該項目仍處于測試階段,不過他們有望盡快對真正的患者進行測試,其預測他們的技術將能夠在兩分鐘內修復深層傷口。
新加坡制造技術研究所
皮膚移植的最大問題之一是著色。無論是捐贈的還是人造的皮膚組織,要正確選擇膚色都是非常困難的。新加坡制造技術研究所的研究人員為這一難題提出了獨特的解決方案。
通過控制生物墨水中黑色素的產生,研究人員已經能夠在打印樣品上產生非常逼真的著色。由于3D打印機分布均勻且精確,因此可以實現(xiàn)非常均勻的著色,這目前遠勝于市面上的其他方法。為了使3D打印的皮膚更加逼真,這些研究人員使生物3D打印的皮膚更具吸引力,而準確著色的皮膚將使患者的愈合過程變得更加容易。
早期應用
盡管該技術仍處于起步階段,但已在醫(yī)療行業(yè)中有所應用。一家生物打印公司Organovo與化妝品公司L'Oréal合作,尋求一種新穎的應用。具體來說,他們計劃使用生物3D打印皮膚來測試化妝品,而不是使用動物測試儀。這將為化妝品公司提供更準確的測試結果,并消除動物測試帶來的結果誤差。
NASA的科學家現(xiàn)在也對該生物3D打印技術產生了濃厚興趣。他們認為,這對于前往火星的宇航員非常有用,因為3D打印皮膚的出現(xiàn)將使他們能夠利用有限資源來治愈意外傷害。德累斯頓工業(yè)大學大學醫(yī)院的研究人員正在探索太空打印的前景,他們已經創(chuàng)造了一種非常粘稠的生物墨水,可以在零重力下進行打印。相信在不遠的將來,3D打印皮膚的應用將更加廣泛,造福于人類。
|
|