美科學(xué)家研發(fā)出三維“生物打印機(jī)”

據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)2月24日?qǐng)?bào)道，隨著三維打印機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，現(xiàn)在，美國(guó)科學(xué)家研發(fā)出了能打印出皮膚、軟骨、骨頭和身體其他器官的三維“生物打印機(jī)”。三維打印機(jī)通過(guò)將材料先逐行鋪開(kāi)后逐層垂直鋪展的方式來(lái)打印。人們使用三維打印機(jī)來(lái)制造雕塑并修復(fù)雕塑;制造由塑料和聚合物制成的三維物體;打印出了食品。

美國(guó)北卡羅來(lái)納州維克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所教授詹姆斯·劉在美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)(AAAS)的年度大會(huì)上表示，其研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一套系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以打印出皮膚，打印出的皮膚可直接用在燒傷的傷口上。

該生物打印機(jī)內(nèi)置有激光掃描儀，掃描儀能快速掃描受傷部位，分析傷口的位置、大小、深淺等，相關(guān)掃描信息被轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字圖像發(fā)送給打印機(jī)，打印機(jī)能據(jù)此計(jì)算出需要噴射多少層皮膚細(xì)胞來(lái)讓傷口恢復(fù)到原初的狀態(tài)，并打印出皮膚，當(dāng)將打印出的皮膚噴在傷口處時(shí)，這些皮膚能保護(hù)傷口、加速重建受損的組織，且留下的疤痕較少。該打印機(jī)已成功地打印出了10平方厘米的豬的皮膚。該團(tuán)隊(duì)希望最終研發(fā)出一套便攜生物打印系統(tǒng)來(lái)治療在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)上受傷的士兵，在這些戰(zhàn)場(chǎng)上，有30%的受傷與皮膚有關(guān)，他們的研究由美國(guó)國(guó)防部資助。

紐約康奈爾大學(xué)計(jì)算合成實(shí)驗(yàn)室的主任胡迪·利普森領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)也在該年度會(huì)議上表示，他們利用一臺(tái)生物打印機(jī)，打印出了一只用硅制成的耳朵。該研究團(tuán)隊(duì)利用人耳的掃描信息和相關(guān)的三維坐標(biāo)信息，使用硅凝膠而不是人的耳朵細(xì)胞，打印出了該耳朵模型。利普森團(tuán)隊(duì)已經(jīng)進(jìn)行了一系列相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，比如使用生物打印機(jī)修復(fù)受損的動(dòng)物骨骼等，但利普森表示，還有很多技術(shù)挑戰(zhàn)需要克服。生物打印機(jī)最開(kāi)始可能被用于修復(fù)軟骨，因?yàn)檐浌堑膬?nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，而且血管很少。

在動(dòng)物身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，用生物打印機(jī)打印出軟骨“非常成功”。利普森團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功地打印出了軟骨系統(tǒng)，并將其直接放入受傷膝蓋上的半月形傷口處，以便讓該膝蓋復(fù)原。

生物打印機(jī)面臨的挑戰(zhàn)之一是，其打印出的物體如何與身體其他器官尤其是大的組織更好地結(jié)合?因?yàn)槿魏未蛴〕鰜?lái)的器官或身體組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難實(shí)現(xiàn)。利普森表示，一旦克服了這個(gè)技術(shù)障礙，在未來(lái)幾十年內(nèi)，生物打印技術(shù)將成為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。