近些年,
3D打印产业发生了不少大事。从国家出台众多政策扶持3D打印,到生物细胞打印技术的新突破。这些事件,或许都将从一定程度上去改变未来的3D生物打印板块,同时也将更大程度地去影响各个产业,改变世界医学领域和制造领域的格局。下面再生医学网小编就为大家盘点下近些年3D打印的一些进展。
1、3D打印类器官
3D类器官模型创立于二十世纪九十年代,Lindberg和Pellegrini④等将角膜缘干细胞培养在3T3滋养层细胞上,成功培养出了人源3D眼角膜结构,启动人源细胞三维类器官培养的新领域,但是其应用仍有限。
直到2009年,Hans Clevers和Toshiro Sato③用源于小鼠肠道的成体干细胞培育出首个微型肠道 (mini-guts)类器官,真正开启类器官培养的时代。2011年,日本RIKEN发育生物学中心的研究人员,利用类器官培养将胚胎干细胞成功构建成视杯结构(optic cup)。3D类器官培养被<Science>杂志选为2013年十大突破技术,该领域研究人员分别建构出微型大脑、肝芽以及迷你肾。
2、3D生物打印材料治疗骨损伤
运动场上本来就危险多发,运动员的随意碰撞所带来的后果比普通人的打击要严重得多,因为运动场上的速度、力度、冲击度是普通活动的几倍甚至是几十倍,所以因撞击造成运动员骨软骨损伤更是家常便饭,为了防止遗留永久性损害,科学家们一直在努力攻克因运动造成的难治性骨损伤。
近日,来自马里兰大学和莱斯大学的研究人员已开发出一种适用于治疗骨软骨组织的材料。这种材料通过3D打印而成,部分由软质聚合物组成,具有类似软骨的稠度,过渡到骨状硬质陶瓷。两种物质中的孔隙网络使软骨和骨细胞迁移到它们中,加上这些孔隙也允许血管渗透。
科学家们正在研究打印植入物的方法,这些方法可以精确地适应每位患者的特定伤害。最终,他们希望这项技术能够改善人们的生活。
3、3D打印技术为干细胞的精确定位和传输途径提供助力
干细胞具有修复组织缺陷的固有能力,在静止状态下,这些细胞位于被称为干细胞巢的特定解剖位置,在那里它们被严格地调控如何参与组织再生。一些因素,包括细胞与细胞和细胞与基质相互作用、微环境的机械特性和可溶性因素,共同协调了干细胞在干细胞巢内的命运调节。
当遇到组织损伤,干细胞就会被引导进入受损部位,激活它的固有功能。造血干细胞和间充质干细胞(MSCs)是临床前和临床阶段使用最多的干细胞。但是,由于保留率低、植入不良以及不理想的细胞-细胞和细胞-基质相互作用等影响,经常导致细胞死亡和远远偏离预期效果。
为了解决这些难题,Max Planck智能系统研究所物理智能系的Hakan Ceylan博士和Metin Sitti博士等人设计并展示了一个3D打印的磁共振微型机器人细胞运输器(microrobotic cell transporter,MCT)。干细胞巢的生化、物理和细胞方面在MCT内形成模式,为MCSs提供一个单细胞水平、天然的和细胞容许的微环境,在细胞运输之前和运输期间调节细胞命运。MCTs中概括性干细胞巢主要有三个目标:增加MCTs中干细胞的粘附稳定性,使细胞在传递过程中不被丢失;确保干细胞不丧失干细胞特性,或干细胞不发生自发转化或分化成其他谱系;将细胞命运引向所期望的谱系(本研究的目标是成骨前而非完全分化)。
4、3D生物打印技术助力研究神经系统疾病发病机制
神经系统疾病一直困扰着全球的老年人,随着3D生物打印技术的问世,这些疾病将获得更好的解决方案。来自美国明尼苏达大学的研究人员通过3D打印创建了一种透明头骨,将其植入小鼠颅内可实时观察小鼠全脑表面的神经活动。这将有助于理解脑震荡、阿尔兹海默症和帕金森病等人类脑疾的发病机理。
以上就是小编为大家盘点的近几年3D生物打印的一些新进展,欢迎关注“再生医学网”,获取一手行业资讯。