據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)2月24日報道,隨著三維打印機的應用領(lǐng)域不斷擴展,現(xiàn)在,美國科學家研發(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”。三維打印機通過將材料先逐行鋪開后逐層垂直鋪展的方式來打印。人們使用三維打印機來制造雕塑并修復雕塑;制造由塑料和聚合物制成的三維物體;打印出了食品。
美國北卡羅來納州維克森林大學再生醫(yī)學研究所教授詹姆斯·劉在美國科學促進協(xié)會(AAAS)的年度大會上表示,其研究團隊研發(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,打印機能據(jù)此計算出需要噴射多少層皮膚細胞來讓傷口恢復到原初的狀態(tài),并打印出皮膚,當將打印出的皮膚噴在傷口處時,這些皮膚能保護傷口、加速重建受損的組織,且留下的疤痕較少。該打印機已成功地打印出了10平方厘米的豬的皮膚。該團隊希望最終研發(fā)出一套便攜生物打印系統(tǒng)來治療在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場上受傷的士兵,在這些戰(zhàn)場上,有30%的受傷與皮膚有關(guān),他們的研究由美國國防部資助。
紐約康奈爾大學計算合成實驗室的主任胡迪·利普森領(lǐng)導的研究團隊也在該年度會議上表示,他們利用一臺生物打印機,打印出了一只用硅制成的耳朵。該研究團隊利用人耳的掃描信息和相關(guān)的三維坐標信息,使用硅凝膠而不是人的耳朵細胞,打印出了該耳朵模型。利普森團隊已經(jīng)進行了一系列相關(guān)的實驗,比如使用生物打印機修復受損的動物骨骼等,但利普森表示,還有很多技術(shù)挑戰(zhàn)需要克服。生物打印機最開始可能被用于修復軟骨,因為軟骨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單,而且血管很少。
在動物身上進行的實驗表明,用生物打印機打印出軟骨“非常成功”。利普森團隊已經(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,以便讓該膝蓋復原。
生物打印機面臨的挑戰(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?因為任何打印出來的器官或身體組織都需要同身體的血管相連,而這可能非常難實現(xiàn)。利普森表示,一旦克服了這個技術(shù)障礙,在未來幾十年內(nèi),生物打印技術(shù)將成為一項標準技術(shù)。