3D生物打印技术发展潜力巨大 10年后有望商业化
- 2013-07-27 11:13:411455
3D打印将在生物技术领域取得突破
生物3D打印以三维设计模型为基础，通过软件分层离散和数控成型的方法，将细胞等生物材料打印出特定形状的组织器官，为器官移植提供定制化器官新来源。
3D生物打印技术可让科研人员另辟途径地制造人体替换器官，虽然将其应用于医疗服务领域还需很长一段时间，但是科学家相信随着3D生物打印技术以及再生医学的发展进步，将终实现人体器官的个性化定制。
3D打印技术的原理与普通打印机的基本相同，将装有液体或细胞等“生物材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，终把计算机上的蓝图变成实物。2010年，3D生物打印机被《时代周刊》评为2010年50项佳发明之一。
在另外几个实验室中，科学家正为制造人和猪的心脏、肺、肝脏和肾的体内脚手架寻找方法，他们的终目标是为患者提供量身定做的器官替代品。维克森林大学的这台打印机没有使用沉积墨，而是用加入细胞混合物的凝胶一样的可生物降解脚手架，逐层构建肾脏。
阿特拉表示，迄今为止植入人体的在实验室培育出来的身体部分只是含有相当简单的结构。肝脏、心脏和肾脏等固体内脏的制造过程更加复杂。但耶鲁大学一所实验室已用细胞替换技术制造出老鼠肺。它们可在这些啮齿动物体内运作一段时间。他们现在正想在实验室内研究猪和人的肺脚手架。
不仅在外科医学上，而且在生物医药领域，3D打印技术也得以广泛运用。参会嘉宾、杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩指出：生物3D打印是3D打印技术研究前沿领域。
目前，包括清华大学、美国Clemson大学等等许多大学都是这方面的者。除打印人工的组织器官外，细胞3D打印技术在药物研发领域也得到了非常广泛的应用。
生物3D打印在医学领域应用前景特别巨大，其所具有的快速性、准确性及擅长制作复杂形状实体的特性使它在生物医学领域有着非常广泛的应用前景。每个人的身体构造、病理状况都存在特殊性和差异化，当3D打印与医学影像建模、与仿真技术结合之后，就能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。
3D生物打印10年后有望商业化
一般而言，银、塑料或是钛等材料利用3D打印机可以生产出一个个实际的物体，或是玩具，抑或是珠宝等。而对于3D生物打印机而言，这一切都不是那么简单，因为其所需要的是“生物墨水”。
根据美国实验室新研究报告显示，该类打印机能够生产出组织结构，通过一层一层的架构终形成3D造型体，如适用于血管的管子和适用于关节的波状软骨。
据了解，Organovo问世的3D生物打印机拥有以激光为导向的印刷喷嘴，而这个喷嘴可以喷出由不同细胞混合的“墨水”。而每一滴“墨水”就是含有10000至30000万个细胞的一滴溶液，终形成人体组织。“这些细胞在开始必须精心的准备，使其能够在生物打印机上得到的布置和处置。”瑞纳德表示。
根据BBC市场研究报告显示，Organovo已经重点关注的3D生物打印机运用于药物发现研究以及毒性测试行业，市场价值达到了11亿美元。