姓名:張志彪? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 學(xué)號:16050120102
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【嵌牛導(dǎo)讀】2017年已經(jīng)到來，要立新年Flag的朋友們注意啦，可有打了雞血，發(fā)了狀態(tài)？讓我們不忘初心，繼續(xù)前進，再次回首，也算一個告別儀式，開啟智慧的眼眸，一起來看看以前的技術(shù)成果---3D生物打印。
【嵌牛鼻子】計算機控制打印? ? ? 器官移植
【嵌牛提問】3D打印技術(shù)是一項怎樣的技術(shù)?它的發(fā)展歷程是什么？
【嵌牛正文】3D生物打印這一技術(shù)概念最早是由美國Clemson university、University of Missouri、Drexel University等大學(xué)的教授在2000年左右提出，2003年Mironv V和Boland T在Trends in Biotechnology雜志系統(tǒng)提出“器官3D打印”這一概念。2002年左右，清華大學(xué)顏永年教授率先在國內(nèi)開展3D生物打印技術(shù)研究。
? ? ? ? 2010年Organovo公司推出可以幫助用戶制造生物組織用于研究和開發(fā)的3D生物打印機。 2014年11月，Organovo推出了其可商用的3D打印人體肝臟組織exVive3DTM，用于臨床前藥物測試。
? ? ? ? 2013年8月7日Regenovo公司與杭州電子科技大學(xué)等高校的科學(xué)家合作，成功研制出可同時打印生物材料和活細胞的3D打印機。 2015年10月10日， Regenovo公司推出第三代生物3D打印工作站。利用這款生物3D打印設(shè)備，成功批量“打印”出肝單元用于藥物篩選。
? ? ? ? 2015年10月29日，四川藍光英諾生物科技股份有限公司成功研制出世界首創(chuàng)的3D生物血管打印機。
? ? ? ? 3D生物打印機（3D bio-printer；3D biology printer ）是一種能夠在數(shù)字三維模型驅(qū)動下，按照增材制造原理定位裝配生物材料或細胞單元，制造醫(yī)療器械、組織工程支架和組織器官等制品的裝備。
? ? ? ? 器官移植可以拯救很多人體器官功能衰竭或損壞的患者生命，但這項技術(shù)也存在器官來源不足、排異反應(yīng)難以避免等弊端。不過，隨著未來“生物打印機”的問世，這些問題的解決有了新的技術(shù)手段。
? ? ? ? 這種機器首先讀入由醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)重建或設(shè)計的三維模型，將模型離散成多個片層，計算機控制打印噴頭逐層"打印”打印由生物材料或細胞組成的“生物墨水”，不斷重復(fù)這一過程，直至打印完成三維組織前體。隨后，細胞開始重新組織、熔合，形成新的血管等組織結(jié)構(gòu)。
? ? ? ? Organovo公司首席執(zhí)行官基思·墨菲在接受《工程師》雜志采訪時指出，最終有一天，只需輕輕按下按鈕，就能讓3D生物打印機制造出我們所需要的器官。
? ? ? 3D生物打印機基于現(xiàn)有技術(shù)發(fā)明，這些技術(shù)當前被用以制造工業(yè)零部件的3D模型。生物打印機的不同之處在于，它不是利用一層層的塑料，而是利用一層層的生物材料或者細胞構(gòu)造塊，去制造真正的活體組織
? ? ? ? 3D生物打印機可以有多個打印噴頭，噴頭可以打印人體細胞，被稱為“生物墨”；也可以打印純生物材料，被稱為“生物紙”。所謂生物紙其實是主要成分是水凝膠，可用作細胞生長的支架。3D生物打印機使用來自患者自己身體的細胞，所以不會產(chǎn)生排異反應(yīng)。
? ? ? ? 2013年5月出版的《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表公開信，科學(xué)家成功將3D打印出的氣管支架植入嬰兒體內(nèi)。
? ? ? 密歇根大學(xué)安阿伯分校的醫(yī)學(xué)博士大衛(wèi)·措普夫（David A.Zopf）和同事描述了這例移植手術(shù)。接受移植的嬰兒患有局部支氣管軟化癥，手術(shù)中使用的可吸收支架由聚己內(nèi)酯構(gòu)成。
? ? ? 作者指出，患兒母親在妊娠35周產(chǎn)下了這個名叫 Kaiba Gionfriddo 的男嬰，看起來身體健康，但在6個星期后出現(xiàn)胸壁凹陷和呼吸困難。發(fā)生這種情況，意味著在2個月大之前，都需要氣管插管，以維持通氣。因此，他們用計算機設(shè)計了一個患兒氣管支架的模型，使用熱塑性的生物可吸收材料，通過激光燒結(jié)技術(shù)制造了一個氣管支架。在移植手術(shù)中，依靠支架上的孔洞與氣管進行固定。在安置支架7天后，開始逐步撤除機械通氣機，并在手術(shù)后21天完全停止呼吸機支持。一年以后，通過內(nèi)窺鏡造影手術(shù)觀察患兒的左主支氣管，發(fā)現(xiàn)一切正常。到目前為止，沒有發(fā)生過任何支架相關(guān)的問題。
? ? ? 媒體2013年8月7日來自杭州電子科技大學(xué)等高校的科學(xué)家自主研發(fā)出一臺生物材料3D打印機?？茖W(xué)家們使用生物醫(yī)用高分子材料、無機材料、水凝膠材料或活細胞，已在這臺打印機上成功打印出較小比例的人類耳朵軟骨組織、肝臟單元等。
? ? ? ? 該生物材料3D打印機研發(fā)團隊負責(zé)人、杭州電子科技大學(xué)教授徐銘恩說，這臺生物材料3D打印機具有打印生物材料種類多、對細胞損傷率低、打印精度較高和操作方便等特點。同國際同類打印機相比，這臺名為“Regenovo”的3D打印機不僅實現(xiàn)了無菌條件下的生物材料和細胞3D打印，而且新型的溫控單元和打印噴頭設(shè)計，能夠支持從－5℃到260℃熔融的多種生物材料打印。
? ? ? ? 徐銘恩介紹說，“Regenovo”支持活細胞打印，打印的細胞有著高達90%的存活率。目前打印出來的活細胞存活時間最長為4個月。
? ? ? ? 不過，從人體細胞、組織乃至器官被“打印”出來，到真正應(yīng)用于臨床，還有相當長一段路需要走。徐銘恩說，這需要多種領(lǐng)域的科學(xué)家通力合作。
