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3D打印可望突破器官移植困境

2015年11月16日 10:06 网络转载   Susan Hong阅读:608次
 
  卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)开发出新的3D列印技术,可列印出像人体器官般的柔软活体组织。而其最惊人之处还在于卡内基梅隆大学的这项研究成果仅使用了一款约1,000美元的市售3D列印机。
  截至目前为止,3D列印大部份都是利用像塑料、树脂和金属等硬质材料来进行。即使是在开发出这项新的制程以前,以3D列印软组织也必须使用特殊的人工支架或晶格才能与器官紧密结合。否则,如果你想尝试印出较软的材料,可能在增加几层后就无法支撑自身的重量了。如果在器官上加入这种材料无法保持形状,这种材料也就没什么用了。然而,这种支架越来越难以符合需求,使其于整个制造过程中变得更复杂且昂贵。
  由卡内基梅隆大学的研究人员开发的技术使用凝胶来支撑所打造的器官。3D列印机喷射出凝胶内的新材料,让器官完成后得以支撑,凝胶外层则溶于温水中,留下完全成型的器官。透过以下视讯可看到完整的过程:
  以往采用的生物列印机造价在约在10万美元以上,而且需要专家才能操作这种机器。唯有降低机器的成本,才能让一般采用胶原蛋白、藻酸盐和纤维蛋白制造的器官费用降下来。这些都是相当普遍的材料,例如在医美诊所中,医生经常将胶原蛋白注入人体的某个部位进行美容手术。
  当然,要制造一个正常运作的心脏或其他器官并不只是用胶原蛋白即可。有些研究人员目前正致力于研究是否能将活体心脏细胞注入混合液中,从而制造出可用的人工心脏。其他研究人员们已经成功地制造出3D列印的器官,因此,这些制程途径预计将可结合较低成本的制造途径,从而贡献在人体器官的移植方面。
  这听起来很酷,但这样的制程却是迫切需要的。根据卡内基梅隆大学的研究人员表示,目前在美国约有4,000名病人正在等待换心手术。此外,根据美国卫生及公共服务部门(HHS)的统计,美国每天都有22名病人由于等不到器官移植而丧命。而且,每年都有28,000人必须接受器官重要的器官移植手术,以及100万人接受眼角膜、骨骼、皮肤等各种组织捐赠的移植手术。然而,在器官移植方面的需要总是供不应求。
  有趣的是,当有能力打造出经济且可负担的备用器官后,将会开启一个需求更大的市场。目前,只有最严重的重症患者有资格排进器移官移植的等候清单中,而其他生病的人则必须先服用药物、治疗以及采取“头痛医头,脚痛医脚”的措施。然而,一旦更换器官变得更简单,就像要换掉车上的消音器一样轻松后,我们就可能更进一步提高生命的品质,以及节省必须治疗各种病病的花费。
  虽然现在的技术尚未到位,但卡内基梅隆大学的3D列印制程可说是迈向解决器官移植短缺问题的一大步进展。而且,它还可能衍生其他应用,例如3D列印血液与软性消费产品,甚至还可能3D列印出我们家中与生活中的产品。这项技术拥有庞大的潜力,可望改变我们对于医疗保健的看法,甚至是我们逛街购物、吃饭与生活的方式。
  编译:Susan Hong
  (参考原文:3D Printing Breakthrough Could Change Healthcare,by David Wagner)

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