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【医学前沿】3D打印技术在医疗毛细血管人体组织方面取得突破

来源:科技成果转化中心时间:2018-06-22
      

每天都有由于器官衰竭而死亡的,置换器官和组织成本太高,患者只能通过透析,氧气罐,每日胰岛素注射等方式进行干预。Prellis Biologics由两位在3D组织成像和干细胞生物学领域具有丰富经验的科学家创立,旨在消除人体器官移植的等待名单,并加速开发重要的新药。

Prellis Biologics总部位于旧金山是一个三维组织印刷公司,它已经达到创纪录的速度和分辨率,以便利用可行的毛细血管印刷人体组织,从而使印刷人体替代器官的目标更接近现实。

组织工程学的一个主要目标是创造可行的人体器官,但没有人能够以形成可行的毛细血管所需的速度和分辨率打印组织。 现在 Prellis Biologics已经开发了这项技术,为重要的医疗进展以及最终的功能性器官替代铺平了道路。

Prellis的3D打印技术可以创建复杂的微血管和脚手架,使人体组织得以生存。然而,印刷速度至关重要,因为细胞只能在没有血液供应的情况下存活有限的时间。除非通过毛细血管立即提供氧气和营养物质,否则细胞密集填塞的组织将在不到30分钟内死亡。另外,精细的印刷分辨率与速度同样重要,因为毛细血管的尺寸非常小,直径约5至10微米(相比之下,人的头发为75至100微米)。

Prellis的技术可以以小至0.5微米的分辨率进行3D打印。直径5微米(与红血球大小相同)的微小荧光颗粒,通过平行印刷的105个毛细管阵列,在700微米直径的管内移动。每根毛细管长250微米。

到现在为止,用微血管印刷人体组织将需要几周或更长的时间。研究人员介绍,现在技术可以打印高分辨率的组织结构,速度提高1000倍。 所能达到的速度仅受光学系统配置的限制,正在探索定制光学系统开发,这将大大提高研究能力,最终目标是在12小时或更短时间内打印肾脏的整个血管系统。

Prellis的新技术打开了生产用于药物和毒理学测试的功能组织的大门,并最终开启了人体器官。生物技术市场对实验室生长的人体组织有着重大的需求。通过移植替代器官替代品的需求,以及药物发现和毒理学测试对人体组织的需求日益增长,正在使该领域发生革命性的变化。包括药理学和临床应用在内的3D生物印刷市场目前预计价值约5亿美元,到2020年将迅速扩大至100亿美元。

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       (科技成果转化中心供稿)