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FRESH技术的发现对3D生物打印的长远影响

更新时间: 2020-02-04 15:55:44  查看次数: 296    

对于3D生物打印领域来说,相比于之前采用其他材料做出的突破,FRESH技术的发现是真正令人感到兴奋的。因为它可以用胶原支架打印出大规模的人体器官。在今年4月,以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)的研究团队采用人体组织首次3D打印出了一颗心脏,而在此之前,人们所打印出的心脏通常采用的都是人工材料。特拉维夫大学的研究团队所打印出的这颗心脏是一个微缩模型,仅有樱桃大小(相当于兔子的心脏),虽然是带有血管和细胞的完整心脏,但并不能统一地收缩和舒张,不具备泵血功能。而且从器官体积来看,如果想达到打印出人类心脏大小的程度,实际还需要长期的研究。


对于FRESH技术,其不仅限于胶原蛋白的3D打印,纤维蛋白、藻酸盐、透明质酸等多种软性凝胶均可采用该技术来实现3D打印,这就为组织工程学提供了一个强大的、适用性广泛的平台。另外很关键的一点是,研究人员同时开发了数字建模的开源设计,这样可以让任何人——不论是在医学实验室的研究人员,还是在高中大学校园里的学生——都可以用较低的成本构建出自己的高性能3D生物打印机。着眼于未来,FRESH技术在再生医学领域的许多方面都能得以应用,从伤口修复到器官生物工程,横跨多个方向。在美国,目前有4000多名患者正在排队等待心脏移植,而世界范围内,则更是有数百万人需要心脏,但却没有资格进入等候名单。所以市场对替代器官的需求是相当大的,需要有新的方法来修复、补充或者制造出能长期替代器官功能的人造器官。


Adam Feinberg也是卡内基梅隆大学生物工程器官计划的成员之一,而FRESH就是他正努力用新一代生物工程器官技术来解决各种问题的办法。他表示:“我们真正讨论的是技术的融合。不仅仅是我的实验室在3D生物打印方面所做的,还有其他实验室和一些公司在干细胞科学、机器学习、计算机模拟,以及新的3D生物打印技术硬件和软件方向上所做的工作。”


2018年,卡内基梅隆大学的再生生物材料和治疗集团利用FRESH技术创立了FLuidForm公司,并与开源3D打印机制造商Aleph Objects合作,携手进入3D生物打印市场。对Aleph Objects的CEO兼总裁Grant Flaharty来说,这项合作让他们成为未来8~9年内预计将增长到近20亿美元的新市场的一部分。Grant Flaharty表示:“把工程领域验证过的专业3D打印机和硬件专业技术,与3D生物制造技术相结合,这将成为一件会改变游戏规则的事。我们非常愿意用3D生物打印机来构建真正的人体功能组织。”


当然,目前3D生物打印技术,还处于一个初期阶段。“重要的是要明白,还有许多年的研究尚待完成。”Adam Feinberg补充道,“但是,我们仍然应该为此(FRESH技术)感到骄傲。因为我们在设计人体功能性组织和器官方面取得了真正的进展与突破,而这篇论文就是沿着这条道路迈出的重要一步。”


清华大学机械工程系教授孙伟在接受采访时,对这项技术给出了自己的预测,“我乐观估计我们离这一天大概还需要15年的努力。”