BOB综合体育官网app下载-大连理工大学3D打印器官组织能够“可大可小”了

作为人体心脏的主要构成布局，凡是只有4~6平方厘米巨细的心脏瓣膜就像“门卫”一样，禁止方才流出心房（或心室）的血液回流，从而包管人体正常的血液轮回。但是，当因各类缘由，心脏瓣膜呈现问题时，是不是可以“改换”一个新瓣膜？ “今朝，人们常常会摘取某种类型的猪或牛的心脏瓣膜，颠末脱细胞等处置后移植至人体，但这类体例血活动力特征和经久性较差，没法与患者配合发展，并且价钱昂贵。”受访时，年夜连理工年夜学机械工程学院传授赵丹阳暗示，更好的体例是经由过程3D打印手艺，“打印”出一个心脏瓣膜。

最近几年来，生物3D打印手艺已成为实现复杂人体组织和器官构建的最有前景的手艺方案之一，特殊是最近几年来提出的浸入式墨水书写手艺，作为生物3D打印的要害手艺分支而备受注视。但是，遭到材料和手艺工艺的限制，相干手艺只能“打印”出近似心脏瓣膜如许较小的人体器官，一旦器官尺寸过年夜，便没法精准打印。

对此，赵丹阳结合美国内华达年夜学雷诺分校传授金翼飞团队等多家单元，颠末多年攻关，提出了多标准浸入式打印策略（MSEP），可以实现对高精度角膜、异质眼球、心脏瓣膜、全尺寸衷脏等从毫米到分米级组织器官布局的精准打印。

但是，因为人体器官在身体内部多具有“悬空”布局，这就致使在对它们进行3D打印时，也需要采纳一些非凡的支持体例，浸入式墨水书写手艺即是此中相对照较好的体例。

这类手艺一般采取具有杰出屈就应力特征的水凝胶材料作为撑持浴材料，3D打印针头在进入撑持浴材料后，一边缘计划的线路移动，一边挤出打印墨水材料。撑持浴材料所具有的屈就应力特征，使其在打印针头划过时变成液态，等针头挤出材料并分开打印位置后，又会从头变成固态，从而将打印墨水材料紧紧“捉住”，使打印布局连结不变，并在墨水固化前确保打印布局的精度。

“这类手艺可以打印出较完全的组织器官，但也有一个固有的缺点。”金翼飞说，即今朝传统的撑持浴材料在简单物理刺激下没法敏捷进行整体“固”“液”转换，是以难以在打印进程中按需添加撑持浴材料，这就造成在打印组织器官时，需要按照打印方针尺寸而不竭调理打印设备。

“也就是说，当我们需要打印小组织时，必需要用到短的小口径针头和相干部件，打印年夜器官时又需要长的年夜口径针头和其配套组件。是以，这类体例没法实现多标准组织器官的制造。”金翼飞说，事实上，今朝该项手艺仅能打印功能特点尺寸在百微米到十毫米之间的组织和器官布局。

要解决这一困难，要害在在找到一种可以在固态和液态之间自由转化的材料。这也是赵丹阳团队多年尽力的方针。

在研究中，赵丹阳团队合作研发出一种刺激响应性撑持浴材料。这类材料由某种温敏性水凝胶和屈就应力添加剂纳米黏土构成，同时具有屈就应力特征和温敏性，前者使该材料可以连结撑持浴材料的流变特征；后者则使其在低温前提下呈液态，能很便利地插手到打印容器中，室温下则会敏捷固化，从而知足了在打印进程中按需添加撑持浴材料的需要。

基在此，研究团队成功开辟出一种多标准组织器官浸入式3D打印策略，操纵该项手艺，研究团队不单实现了具有微米级概况粗拙度bob综合体育app·官方入口的工程眼角膜布局的3D打印，同时也制造出具有毫米级特点尺寸的异质人类眼球和自动脉瓣膜模子，和具有分米级标准的全尺寸人体心脏模子。

值得一提的是，除实现人体组织器官的再生和修复，提高患者的医治结果和糊口质量外，生物3D打印手艺的利用前景还包罗术前计划，即在患者手术前打印出医疗模子，为大夫供给给术前指点与摹拟；和经由过程打印具有特定心理布局和功能的人体模子，便利研究人员更正确地摹拟人体心理情况，加快新药研发进程等。

但是，非论是哪一种利用前景，都对打印组织器官的巨细和打印精度提出很高的要求，这就意味着多标准组织器官浸入式3D打印策略具有普遍的利用前景。

谈和将来，赵丹阳暗示，生物3D打印手艺的终究方针是在短时候内制造并培育出加倍知足患者需求的组织器官。为此，在打印材料方面，将来的研究热门将集中在开辟具有特定生物活性的生物墨水、具有非凡功能的人工和自然高份子材料等；在制造精度方面，也需要进一步晋升，慢慢打印出更复杂、更邃密的生物布局。

另外，将人工智能手艺与生物3D打印手艺连系的手艺也将迎来蓬勃成长，从而实现智能化设计、打印参数优化、及时监控等功能，提高生物打印制造的效力和质量。

事实上，今朝国表里分歧科研团队在生物3D打印手艺范畴也在进行着分歧的摸索。好比在方才曩昔的2023年，美国哈佛年夜学便开辟出一套心脏3D打印手艺，可以摹拟心脏缩短元件的复杂摆列，而且“打印”出具有与现实人类心肌层类似的复杂多变摆列的心脏组织薄片。

对此，赵丹阳直言，生物手艺与工程手艺的连系，将令人类终究可以或许“打印”出活体的组织器官。在这方面，人类已获得了较着的前进。而他们所做研究的最年夜价值，就在在为多标准人体组织和器官的精准制造供给了一种新的方式和可能性，也为将来的组织工程研究和人造器官移植奠基了手艺根本。“将来，我们也将在这一研究标的目的上继续走下去。”赵丹阳说。

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