事事關乎生命健康：2017生物3D列印要聞集錦

2017年，生物3D列印超越了醫療模型製作的基礎層面，迅速走向實際應用，可用於人體植入物的列印材料不斷湧現，可生產活性植入物的列印設備成為業界關注的焦點。英國首現「生物醫學3D技師」一職，從中我們可以看到該技術實現大規模商用的未來曙光。

回首2017年，生物3D列印產業在技術開發、材料研製、設備生產等方面均取得長足進步，主流業務進一步多樣化，在以往醫療模型製作的基礎上，增加了仿生實驗材料、人體植入物等新內容。

這些進步一方面減少了實驗動物的使用，幫助相關科研活動避免了不必要的倫理與道德糾紛，另一方面也為人造活性器官的製作提供了更多技術支持。讓我們在此重溫去年生物3D列印產業的熱點要聞，因為它們關乎未來，關乎你我他的生命健康。

【材料】向體內進軍，追求環保與高效

2017年4月，西班牙研究人員用榨汁剩下的蘋果渣研製出一種生物3D列印材料，可用於再生骨頭與軟骨組織。這種材料的優勢在於不僅環保，而且頗具市場競爭力。蘋果渣中的碳水化合物和抗氧化劑是重要保健品，果膠則具有極高的生物相容性，在處理皮膚傷口和製作抗腫瘤藥物方面大有可為。提取掉抗氧化劑和果膠後剩餘的蘋果渣仍可被做成生長不同類型的細胞所需的支撐結構。

同在4月，瑞士生物醫藥公司regenHU與英國合成生物材料生產商PeptiGelDesign Technologies共同推出一系列用於生物3D列印的細胞外基質生物墨水，也被稱為合成水凝膠，在組織工程和3D細胞生物學方面有重要應用。研發者表示，這些新產品有望填補生物3D列印墨水在體內應用方面的空白。此外，該墨水還具有可針對特定應用進行定製的獨特優勢。

10月，美國著名3D列印公司Formlabs發布了一種面向牙科行業的新型3D列印材料，據說是第一款可以長期使用的具有生物相容性的樹脂，能用於3D列印正畸應用和設備。Formlabs稱該材料可實現最快的列印速度，適用於列印夾板、牙齒固位體等正畸裝置，用戶可在五十分鐘內完成單個裝置的製作。

【設備】3D列印筆不容小覷，「四軸」成為新亮點

5月，澳大利亞墨爾本聖文森特醫院的研究人員成功完成對其生物3D列印筆的測試。以幹細胞水凝膠墨水為材料，這種生物3D列印筆可幫助醫生將活細胞輕鬆列印到受傷的肌肉、骨骼、肌腱等組織上。此次測試中，這支筆順利修復了一隻羊受傷的膝蓋。下一步，研究人員將致力於用該設備修復治療難度更高的軟骨損傷。

8月，來自阿根廷的科研團隊開發出一款含有四個軸的生物3D列印系統，能夠製作複雜的圓柱形、管狀和螺旋網狀結構。據研究人員介紹，通過製作這些精密複雜的網狀結構，這種四軸增材製造設備有助於改善細胞在具有生物相容性的支架上的生長情況。

10月，美國國際幹細胞公司公布了一種生物3D列印新技術，能夠顯著提高生物3D列印肝組織的質量與功能。該技術的具體實施工具是一款專用於列印肝祖細胞的3D生物印表機，可以將細胞製成肝樣結構，潛在應用包括受損肝臟的植入物、藥物篩選等。這套技術未來或為國際幹細胞公司開闢價值數十億的市場。

【技術】聚焦血管組織開發，癌症研究亦受重視

3月，美國加州大學聖地亞哥分校用3D生物列印設備製作出功能性血管網路，並在老鼠身上試驗成功。據開發者介紹，這項研究將加速人工器官和再生療法的誕生。目前，這種3D列印血管網路可與機體自身的網路結合在一起運輸血液，因而可在幾秒鐘之內製造出模擬生物組織的3D列印微結構。此外，該網路還被用於創建肝組織和可在血液中輸送藥物的3D列印微型魚。

4月，美國明尼蘇達大學研製出一種生物3D列印補丁，有助於癒合因心臟病而遭到損傷的心臟組織。研究人員的具體操作是，藉助3D列印將人類心臟幹細胞整合到一個基質上，從而創造出可同步生長並跳動的心臟組織補丁。目前，該補丁已在一隻心臟病發作的老鼠身上植入成功。

6月，美國國家航空航天局開展了一個名為「磁性3D細胞培養」的研究項目。該項目使用生物3D列印技術在國際空間站里培養結構更加真實的癌細胞，助力癌症療法研究。利用太空中的微重力環境，癌細胞有望被培養成更接近人體內癌細胞的複雜近球形結構，而非地球實驗室中的層狀結構。

7月，美國萊斯大學和貝勒醫學院展開合作，結合人類內皮細胞和間充質幹細胞來製作3D列印功能性毛細血管，成品可在一個系統中輸送血液，此成果大力推動了血管化組織製造的研究進程。尤為引人矚目的是，該團隊已經可以用從任意患者身上採集的細胞來製作毛細血管，這或許有助於降低人體對植入物產生排異反應的風險。

8月，智利、義大利、沙烏地阿拉伯、韓國與美國的研究人員聯手研發出一個生物3D列印血管化肝組織，其材料是一種特殊的「犧牲性」生物墨水。這種肝組織的主要用途是藥物毒性測試。研發者表示，該技術也可於列印其他類型的細胞，為個性化藥物篩選帶來新希望。隨著研究的進一步深入，更複雜的藥物測試系統有望被開發出來。

同在8月，紐西蘭奧塔哥大學和癌症研究小組Mackenzie開發出一種乳腺癌癌細胞3D列印結構，有助於研究乳腺癌新療法。3D列印出來的癌細胞結構較之於一般實驗室培養板上培育的2D結構更為真實，對化療藥物的反應也大不相同，這有利於研製出更具有針對性的新型藥物。

【特別關注】英國首現「生物醫學3D技師」一職

7月，英國莫里斯頓醫院出現了「生物醫學3D技師」一職，主要工作內容是設計和製作3D列印手術模型、植入物以及導板。此舉在英國是開創性的。在莫里斯頓醫院擔任該職位的是英國諾丁漢特倫特大學一名面部法醫藝術系的碩士畢業生，精通數字3D設計技術的她成為了英國首位生物醫學3D技師。

【小編有話說】

超越了醫療模型製作的基礎層面後，生物3D列印技術在2017年迅速走向實際應用，可用於人體植入物的列印材料不斷湧現，可生產活性植入物的列印設備成為業界關注的焦點。而技術突破之所以頻頻發生在人造血管領域，很大一部分原因也是在於血管組織對保持植入物的長久活性具有重要意義。英國開設的「生物醫學3D技師」一職，已經揭示出生物3D列印技術大規模產業化、商業化後的藍圖一角。

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