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3D市場(chǎng)研究

科學(xué)家用3D打印開發(fā)出可模擬器官功能的人造組織

星之球激光 來(lái)源:天工社2016-03-10 我要評(píng)論(0 )   

日前,多倫多大學(xué)的研究人員使用3D打印技術(shù)開發(fā)出一種全新的方法可以在人體之外培育出接近真實(shí)的人體組織AngioChip。他們聲稱這

 

日前,多倫多大學(xué)的研究人員使用3D打印技術(shù)開發(fā)出一種全新的方法可以在人體之外培育出接近真實(shí)的人體組織——AngioChip。他們聲稱這一發(fā)現(xiàn)可能最終導(dǎo)致人類能夠維修或更換受損的器官。他們的這一發(fā)現(xiàn)于本周一(201638日)被發(fā)表在了《Nature Materials

科學(xué)家們說(shuō),他們“person-on-a-chip(芯片上的人)技術(shù)是一種可以用于藥物測(cè)試的強(qiáng)大工具。使用這種技術(shù),藥物試驗(yàn)——和任何危險(xiǎn)的副作用——就可以在人體組織上實(shí)施而不會(huì)將人的生命置于危險(xiǎn)的境地。

該研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、化學(xué)工程教授Milica Radisic說(shuō):您可以將腫瘤與心臟細(xì)胞連接在一起去查看哪種藥物能夠腫瘤而不傷害心臟。

Radisic是一位生物工程領(lǐng)域的超級(jí)巨星,她掌握了如何將干細(xì)胞變成一顆微型跳動(dòng)的心臟的秘密。在這個(gè)項(xiàng)目中,她與博士生Boyang Zhang共同聯(lián)手,開發(fā)和設(shè)計(jì)了這種下一代的組織。

所謂的AngioChip,聽上去似乎是某種芯片,實(shí)際上它的設(shè)計(jì)也借鑒了計(jì)算機(jī)芯片的原理,但是它實(shí)際上是一塊可以借助其內(nèi)部的人造血管將多個(gè)器官在人體外連接起來(lái)的組織。這些微小的管道像拼板玩具那樣相互交錯(cuò),這使得科學(xué)家們不僅能夠?qū)蓚€(gè)人造器官連接在一起,而且能夠評(píng)估它們之間的相互作用。

多倫多大學(xué)的研究員Boyang Zhang在他的實(shí)驗(yàn)室里,他在那里開發(fā)AngioChip。

但是就像拼板那樣,如何將這些可生物降解的小塊放在一起也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

Zhang打造的AngioChip大概有一個(gè)女人的拇指指甲那么大,他是借助一種全新的3D打印技術(shù)在計(jì)算機(jī)芯片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上開發(fā)的,但是這里的線路不是電子材料,而是人工血管。

與使用電子線路不同,我們借助設(shè)計(jì)的人工血管構(gòu)建(這些組織)。他說(shuō)。

就像在玩一種人體版的疊疊高(Jenga)游戲,Zhang必需用手工堆疊起一系列超薄的3D打印可生物降解層,其中的每一層都是用一種被稱為POMaC的獨(dú)特聚合物3D打印出來(lái)的,這些薄片上面會(huì)加蓋由血管形成的管道結(jié)構(gòu),這些管道像人的頭發(fā)絲那樣細(xì)。構(gòu)建完成之后,Zhang會(huì)用UV光把這些小片到一起,就做成了AngioChip。

為了驗(yàn)證該芯片,研究人員們通過(guò)手術(shù)將AngioChip植入了老鼠體內(nèi)。隨后他們觀察到了一副迷人的景象——老鼠的血液順利地通過(guò)了這些人工血管,毫無(wú)堵塞,就像它是在一個(gè)自然的管道里那樣。

你能夠?qū)崒?shí)在在地看到老鼠的血液流經(jīng)我們植入的人工網(wǎng)絡(luò)。”Zhang說(shuō),并補(bǔ)充稱這樣的結(jié)果非常令人興奮

科學(xué)家們還將該結(jié)構(gòu)浸入了一種含有活細(xì)胞的液體溶液中,在這里這些活細(xì)胞迅速生長(zhǎng)并能夠模擬人體器官中的細(xì)胞。到目前為止,研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用這種方法為心臟和肝臟構(gòu)建了仿真模型,這些模型的功能就像真心臟和肝臟那樣。

盡管研究人員們已經(jīng)開始商業(yè)化該技術(shù),不過(guò)Zhang說(shuō)他的下一個(gè)目標(biāo)是評(píng)估該芯片組(指AngioChip)在降解或被自然吸收之前究竟能夠持續(xù)多久。

此外,由于AngioChip目前還只能靠手工制作,Radisic建議研究人員們進(jìn)一步升級(jí)AngioChip的制造方法,盡早擺脫手工的方式。

 

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3D打印器官功能模擬人造組織
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