人體移植3D打印醫(yī)療技術取得新進展

 隨著時間的推移，生物3D打印技術也取得了一些不錯的進展。但距離真正實現(xiàn)生物3D打印器官和組織的移植仍有幾十年之久。與此同時，科學家們重新將該技術用于3D打印生物相容性高精度硅膠植入物。
但像生物材料或硅樹脂之類的軟質材料難以進行3D打印，因為它們不能像3D打印機通常所使用的剛性材料一樣能支撐自身。在2015年，佛羅里達大學的Tommy Angelini實驗室開發(fā)了一種新的3D打印軟材料，通過將其注入到類似于消毒劑的顆粒狀凝膠中，在打印時支撐它們。
這使得他們可以使用水凝膠、硅膠和其他聚合物打印各種形狀，包括允許外科醫(yī)生在進行手術之前進行手術的器官復制。他們還設法使用該方法打印活細胞，這表明它對生物3D打印有幫助。 雖然近年來在生物打印方面取得了重大進展，但實際醫(yī)療用途還有幾十年的時間?？萍挤治鰩烮DTechEx預測，到2027年，全球生物3D打印市場的價值將達到18億美元，但這一增長將取決于藥物篩選和化妝品及其他消費品的開發(fā)等應用。

相比之下，硅膠已經廣泛應用于醫(yī)療植入物，包括用于排出體液的導管、起搏器和為氣道設計的支架。3D打印這些設備可以使高度定制的植入物生產成本更低和生產速度更快。 但是，兩年前Angelini和同事所設計的方法能夠實現(xiàn)硅膠3D打印，其精度和實力都有限。這是由于顆粒狀凝膠材料是水性的，與油性硅油墨不相容。
現(xiàn)在該集團已經創(chuàng)建了新的油基凝膠，使其能夠以超高精度3D打印硅膠結構，并且耐用性也很高。這使得他們能夠創(chuàng)建3D支架、中空血管網絡、功能流體泵，甚至模型氣管植入物。 Angelini在新聞稿中說：“事實上，我們可能需要幾十年的時間才能把3D打印的組織和器官廣泛植入病人身上。相比之下，無生命的醫(yī)療器械已被廣泛用于植入。我們先于其他生物3D打印技術開發(fā)，硅膠器件可以廣泛使用，而無需技術上的有限延遲?！?
研究人員說，新方法將3D打印硅膠組件的小特征尺寸降低了一到兩個數量級，開辟了一系列新的可能性。
該研究小組展示了堅固的管道，墻壁的厚度僅為450微米，能夠打印更精細的結構，但凝膠的粘度使得不可能去除微細的部件而不損壞它們。
他們還展示了建造一個水泵的能力，該泵在兩個室內使用兩個自由浮動球作為一系列單一步驟打印的閥門。通過在其周圍3D打印室來封裝某物的這種能力也可以應用于制造藥物釋放裝置。 能夠使用生物相容性材料（如硅膠）以這樣的精度進行打印，不僅可以使當前的醫(yī)用植入物更堅固、更便宜、更靈活和更可定制，還可以通過復雜的閥門和管道網絡構建更復雜的裝置。 從長遠來看，Angelini的研究小組仍然專注于生物打印，但這可能在此期間成為一個有用的縮影。