武漢*D打印公司：什么是*D生物打??？

武漢易成三維是國內領(lǐng)先的*D打印綜合方案供應商，始終專(zhuān)注于制造、教育、科研、軍工等領(lǐng)域，迄今為止已為約600所著(zhù)名高校、科研院所、約10000個(gè)企業(yè)機構提供專(zhuān)業(yè)的*D打印設備、服務(wù)及平臺化數字智造應用方案。

對*D生物打印的興趣和生物醫學(xué)需求持續增加。了解有關(guān)醫學(xué)中*D打印的所有信息。

*D生物打印是一種增材制造工藝，其中有機和生物材料（如活細胞和營(yíng)養物質(zhì)）結合在一起，形成模仿天然人體組織的人造結構。

換句話(huà)說(shuō)，生物打印是一種*D打印，可以潛在地產(chǎn)生從骨組織和血管到活組織的任何東西，用于各種醫療應用，包括組織工程和藥物測試和開(kāi)發(fā)。

也許*D生物打印最重要的驅動(dòng)力是再生醫學(xué)。根據克里斯·梅森（Chris Mason）和彼得·鄧尼爾（Peter Dunnill）的說(shuō)法，這涉及替換或再生“人體細胞，組織或器官，以恢復或建立正常功能”。在這里，生物打印可以發(fā)揮核心作用，特別是考慮到全球對器官和組織移植的高需求。

在本文中，我們將探討被稱(chēng)為*D生物打印的迷人而未來(lái)主義的技術(shù)。我們將介紹其最重要的方面，包括其主要應用程序，它的工作原理以及它在未來(lái)如何設想工作。

在進(jìn)入本文之前，值得注意的是，很少有*D生物打印應用程序可供患者使用，盡管未來(lái)看起來(lái)非常有希望，但您不應該對擁有新的肝臟或心臟抱有很高的期望。

生物*d打印的主要應用

從生物打印技術(shù)中獲得的產(chǎn)品可以模仿我們身體天然存在的結構和組織的生物和功能特性。這可能會(huì )導致不同類(lèi)型的應用，但今天生物打印只有一個(gè)可行的用途：藥物測試和研究。

雖然*D生物打印的最終目標是生產(chǎn)用于移植的人造器官（正如我們接下來(lái)將看到的），但使它們作為真實(shí)器官發(fā)揮作用的復雜性是巨大的。然而，今天的科學(xué)家可以成功地創(chuàng )造出模仿自然結構和組織的生物結構和組織。

因此，研究人員已經(jīng)可以創(chuàng )建化學(xué)行為類(lèi)似于腎組織的結構，而不是生物打印功能齊全的腎臟。雖然與最初的目標相去甚遠，但這些結構可以用來(lái)測試新藥，而不必依賴(lài)可能遭受意外副作用的現實(shí)生活中的患者。

除了道德部分之外，使用生物打印材料的藥物開(kāi)發(fā)可以使新藥的臨床前試驗更具成本效益，幫助它們得到驗證并更快地進(jìn)入市場(chǎng)，同時(shí)還可能減少對動(dòng)物試驗的需求。

未來(lái)應用

然而，*D生物打印最初是一種再生醫學(xué)工具。生產(chǎn)用于移植的人工器官將解決高需求和低可用性的問(wèn)題，以及與器官排斥相關(guān)的手術(shù)后并發(fā)癥，因為制造的器官將使用患者自己的有機材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

雖然器官置換是最終目標，但與此同時(shí)，組織修復已經(jīng)顯示出非常有希望的結果。而不是創(chuàng )建整個(gè)功能器官，小組織貼片可以潛在地用于再生和治療肝臟和心臟等器官。骨骼和皮膚移植也可以從該技術(shù)中受益，包括用于重建和美學(xué)目的的手術(shù)。

這兩種與再生醫學(xué)相關(guān)的應用仍在開(kāi)發(fā)中，只有少數幾個(gè)成功案例在研究實(shí)驗室和動(dòng)物中，例如多倫多大學(xué)在燒傷上“打印”皮膚的項目。

生物*d打印它是如何工作的？

從本質(zhì)上講，*D生物打印的工作原理類(lèi)似于傳統的*D打?。簲底帜Ｐ屯ㄟ^(guò)逐層制造技術(shù)轉換為物理三維物體。

有幾種生物打印方法可用，包括基于擠出的方法，其中材料從針中排出以形成層，以及激光輔助技術(shù)，其中激光充當熱源以幫助將材料沉積到基板上，其過(guò)程類(lèi)似于選擇性激光熔化（SLM）。

無(wú)論生物打印方法如何，這里原料由生物制劑和活細胞組成，而不是長(cháng)絲，樹(shù)脂和金屬等無(wú)機原料。

這些材料被稱(chēng)為生物墨水，主要由載體材料中的生物物質(zhì)像細胞一樣組成 - 如膠原蛋白，明膠，透明質(zhì)酸，蠶絲，藻酸鹽或納米纖維素 - 它們充當分子支架，用于結構生長(cháng)和營(yíng)養物質(zhì)提供支持。

一般來(lái)說(shuō)，生物打印過(guò)程作為一個(gè)整體涉及幾個(gè)步驟，可以總結為三個(gè)關(guān)鍵階段：準備，其中包括創(chuàng )建數字模型（類(lèi)似于傳統*D打印的*D建模階段）;逐層施工過(guò)程本身;以及涉及機械和化學(xué)刺激以穩定結構和成熟生物材料的生物打印后階段。

在下一節中，我們將詳細介紹一般*D生物打印工作流程的各個(gè)步驟。

生物打印的關(guān)鍵步驟

盡管有各種*D生物打印類(lèi)型和方法，但典型的過(guò)程遵循大致相同的標準系列步驟。

制備

*D 成像：與*D掃描與傳統*D打印類(lèi)似，利用正常的計算機斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI）掃描來(lái)獲取有關(guān)生物結構及其周?chē)h(huán)境的盡可能多的信息。*D 建模：結構或組織的實(shí)際三維模型由特殊軟件生成。該模型是在微觀(guān)尺度上開(kāi)發(fā)的，已經(jīng)考慮了逐層制造方法和載體材料。生物墨水制備：生物墨水的類(lèi)型和制備取決于特定生物打印機的印刷方法。例如，在基于擠出的生物打印方法中，生物墨水應該是一種高粘度流體，以便在擠出后保持相對結構，而對于其他方法，如噴墨或涉及微流控性的方法，原料材料必須處于更液態(tài)才能正常流動(dòng)。建筑（或*D打?。?/p>

印刷：無(wú)論使用何種方法，*D生物打印過(guò)程都涉及逐層沉積材料。在某些生物打印方法中，打印分辨率可以達到令人難以置信的單細胞沉積，例如Fluicell的微流體流動(dòng)打印。

生物打印后

交聯(lián)：一旦打印出來(lái)，材料仍然處于相對遲鈍的狀態(tài)，因此需要額外的步驟才能正確固化并將它們混合在一起。這被稱(chēng)為交聯(lián)，它是確保印刷結構的機械和化學(xué)性能的重要步驟。交聯(lián)可以使用不同的環(huán)境控制，如紫外線(xiàn)，溫度和化學(xué)品等。成熟：最后，生物打印和交聯(lián)結構需要生物生長(cháng)。這意味著(zhù)打印的活細胞將繁殖，組織將沿著(zhù)下面的打印結構生長(cháng)。這一步也稱(chēng)為孵育，在生物反應器內完成，為繁殖和組織生長(cháng)創(chuàng )造有利環(huán)境。

對于許多人來(lái)說(shuō)，*D生物打印機的市場(chǎng)并不小，這可能會(huì )讓人感到驚訝。對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，有不同的生物打印方法，可以分為四大類(lèi)：基于擠出，基于噴墨，激光輔助和立體光刻。

每種方法都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，每種方法都更適合某些生物打印目的。從適度的臺式機器到大型生物打印站，設備尺寸，功能和用途各不相同。讓我們回顧一些生物打印機，以更好地說(shuō)明這個(gè)想法。

雖然我們離大規模生產(chǎn)人造器官和人體組織還很遠，但在過(guò)去幾年中，聽(tīng)到生物制造領(lǐng)域令人興奮的新發(fā)展并不罕見(jiàn)。

201*年4月，全球新聞媒體報道了特拉維夫大學(xué)分子細胞生物學(xué)和生物技術(shù)學(xué)院開(kāi)發(fā)的第一個(gè)血管化*D打印微型心臟。迷你器官是使用患者特定的材料制成的，但沒(méi)有顯示出任何功能。

然而，就在以色列研究人員取得突破幾個(gè)月后，美國生物技術(shù)公司BioLife4D宣布了自己的生物打印心臟，該心臟更大，并復制了人類(lèi)心臟中發(fā)現的一些功能。

器官生物打印的另一項大規模發(fā)展是由紐約倫斯勒理工學(xué)院的研究人員實(shí)現的。在201*年，他們能夠創(chuàng )建完全血管化的皮膚貼片。皮膚是人體最大的器官，由患者自身細胞制成的人造貼片將能夠快速治療嚴重的燒傷受害者。該團隊現在專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)移植并將貼片的血管系統直接整合到患者體內。

隨著(zhù)生物打印機市場(chǎng)的增長(cháng)以及對組織工程和再生醫學(xué)的興趣日益濃厚，很明顯，生物打印技術(shù)將繼續以更快的速度發(fā)展。

它確實(shí)將從道德和倫理的角度證明其價(jià)值，這始終是與醫學(xué)和自然相關(guān)的技術(shù)的重大挑戰。讓我們看看這項技術(shù)在幾十年后將如何發(fā)展。