cookieOptions = {...}; .3D 器官列印將成為生物治療的新突破點 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2020年9月11日 星期五

New 3D Printing Organs Technology



來源: 南极熊3D打印网


近年來,生物治療日益受到全球學者關注,尤其是幹細胞技術在生物治療領域,有很大的突破。幹細胞不管是在免疫治療方面,還是臨床治療方面,都帶來了可喜的成績,而 3D 技術的成熟,拉開了幹細胞 2D 向 3D 升級的帷幕,有望帶動生物創新大革命,帶給人類醫療技術的全新升級。

那麼,3D 技術會為未來生物治療發展,帶來怎樣的影響呢?就這些問題,虛擬現實 3D 技術資深專家任昊博士接受了採訪。



3D器官打印将成为生物治疗的新突破点




3D 技術推動幹細胞技術升級
比如如何誘導幹細胞像醫生們期望的那樣,生長成不同的組織,如何讓這些列印出的器官,和人體原有器官無縫銜接,不排斥,功能良好;如何解決列印器官的「保質」問題 …… 總之,這已不僅僅是 3D列印 方面的專家,能獨立操作解決的問題,需要和醫學專家、生物學專家、電腦專家,甚至設計和數學方面的專家,一起合作才有可能實現突破性進展。

但是,一旦此項技術落成,將給生物學界帶來難以想象的影響。器官列印一旦成熟,或許會徹底改變人類生活。比如人體器官衰竭無須配型找供體,而是直接應用 3D 幹細胞技術,列印人體肝臟植入患者體內。

任博解釋說,3D 列印器官具體可以用可降解材料,先列印出肝臟支架,在支架上附著幹細胞,幹細胞沿著器官模型迅速生長,有的生長成肌肉,有的生長成表面的組織,最後還要實現血管和神經等系統的再造,最後支架降解,列印出來的肝臟就能發揮肝臟應有的作用。

不僅如此, 3D 列印組織模型有助於醫生「精準手術」。運用 3D 技術以 1:1 的比例列印患者病變器官模型,能讓醫生在術前熟悉患者器官的具體情況。

3D器官打印将成为生物治疗的新突破点

以往對手術技術細節,醫生只能夠根據經驗判斷,而現在醫生們有了新的選擇,能用生物 3D 列印技術製作器官模型,在模型上先進行了一次「模擬手術」。因而能針對性地研究出手術方案,大大提高手術成功率。

列印器官上市未來可期
任博介紹,3D 生物列印的應用主要有三個階段:體外手術模型、列印可用於植入人體的類器官和組織,以及利用細胞列印出活性器官和組織。

上面我們說的器官模型是第一類。目前,該技術還運用於神經外科,及脊柱外科的個性化手術模型、義肢等,在複雜病例的手術中,有利於術前規劃、輔助病人瞭解病情,以及醫療訓練,極大造福了病人。

3D 生物列印技術應用的第二個階段,是列印體內植入物。「現有的軟組織修復材料,如動物組織、膠原等,會帶來動物疾病傳播、免疫排異、力學性能弱等問題,而傳統的合成材料,也具有不降解、力學順應性差、組織再生性差等局限。而 3D 列印在個性化,以及微觀仿生方面具有突出的優勢。」他說。

少需要克服三個挑戰。首先,需要解決列印過程中脆弱的細胞能否存活、能否發育、會否變異甚至腫瘤化的問題;

其次,3D 生物列印機必須滿足生物仿生,對製造精度及準確性的極高要求;第三,組織及器官是由多材料,及多細胞組成的非均質體系,對製造學要求也極高。

在國外,3D 生物列印研究重鎮美國韋克福雷斯特大學團隊,曾在 2006 年成功利用細胞擴增技術,在體外培植膀胱。去年 2 月,該大學的研究團隊利用新開發的 3D 生物列印系統列,印出人造耳朵、骨頭和肌肉組織,移植到動物身上後都能保持活性。

雖然如此,專家們也提醒,實驗室成功不等於產業化成功。對醫療產品來說,在應用於人體之前必須符合國家法規,且在安全性、有效性方面符合臨床要求,這需要大量的實驗驗證。


3D器官打印将成为生物治疗的新突破点



據估算,一個不含細胞的用於組織修復的 3D 列印產品,研發到上市,大致需要 5 年到 6 年時間。而含活細胞的 3D 列印產品,因尚有諸多技術難題待突破,還不能估計上市時間。

在採訪的最後,任博表示:「雖然時間很長,但我們不能停止在這方面的創新和研究。相信透過各個領域專家的通力合作,我們一定能早日實現人類列印自身器官的科學夢。」

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