福音！3D列印肌腱、韌帶，有望改變傳統治療方式

DOI: 10.1089/ten.TEC.2018.0184

生物3D列印

這一技術概念最早是由美國Clemson university、University of Missouri、Drexel University等大學的教授在2000年左右提出，2003年Mironv V和Boland T在Trends in Biotechnology雜誌系統提出「器官3D列印」這一概念。生物3D列印是3D列印的分支之一，可在數字三維模型驅動下，按照增材製造原理定位裝配生物材料或細胞單元，並層層疊加形成組織或器官，不僅可保證不同材料的位置和分布的準確性，且列印後細胞可以自組裝或經過體外成熟後形成組織，是目前製造人工器官最被看好的技術，比如人工皮膚、軟骨甚至一些組織替代物，也是3D列印在醫療應用上發展的趨勢。

近兩年，科學家們圍繞生物3D列印技術的應用進行了不少研究，例如從患者體內脂肪中提取幹細胞，並將其列印在一層水凝膠上，形成肌腱或韌帶，然後在體外培養後植入。但這是一個極其複雜的過程，因為這種結締組織是由不同細胞組成的複雜模式。例如，組成肌腱或韌帶的細胞必須逐漸轉移到骨細胞，這樣組織才能附著在骨頭上。

圖片來源:羅比?鮑爾斯/猶他大學工程學院

鮑爾斯和他的團隊與鹽湖城的Carterra公司合作，由該公司開發用於醫學的微流體設備。研究人員使用Carterra公司的3d印表機列印用於癌症篩查的抗體。鮑爾斯的團隊專程為印表機開發了一種特殊的列印頭，這種列印頭可以以他們需要的控制方式放置人體細胞。為了證明這一概念，研究小組列印出了能發出熒光的基因改造細胞，以便能直觀看到最終產品的效果。

鮑爾斯在談到列印過程時說:「這是一種非常可控的技術，可以創建以前技術無法創建的模式和細胞組織。它允許我們非常明確地把細胞放在我們想要的地方。這項技術目前被設計用於製造韌帶、肌腱和椎間盤。」

目前，病人的替換組織可以從病人身體的其他部位提取，甚至也可以從屍體上獲取，但質量可能較差。椎間盤是具有骨界面的複雜結構，所以必須重建才能成功移植。生物3D列印技術可以解決這些問題。當3D列印的器官最終被實現時，它們將有可能使人們改變傳統治療方式來提高患者的生活質量。

參考文獻：

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