直接在体内打印3d组织

在电视剧《西部世界》中，人体部位是用3d打印机在机器人框架上制造出来的。虽然离这种情况还很远，但3d打印机在医学上的应用越来越多。例如，3d打印可用于生产身体的部分，如矫形关节和义肢，以及骨骼、皮肤和血管的部分。然而，这些组织中的大多数是在体外的设备中产生的，并通过手术植入。这样的手术可能需要做大的手术切口，增加了感染的风险，增加了患者的恢复时间。而且，由于从组织生成到植入患者体内有一段时间间隔，可能会发生进一步的并发症。为了预防这些并发症，一组科学家开发了一种技术，可以直接在体内打印组织。

制造工程组织需要两个基本组成部分:(1)由与活细胞混合的框架材料组成的液体状“生物墨水”;(2)帮助细胞生长并发育成再生组织的生长因子。当发育组织直接植入身体在美国，还需要考虑其他事项:组织的构建必须在体温(37°C)下进行，组织需要有效地附着在柔软的活体器官组织上，并且任何操作步骤都不能对患者有害。在目前的方法中，其中一个有害的步骤是应用有害的紫外线来固化构建的组织。

Terasaki研究所主任兼首席执行官Ali Khademhosseini博士、俄亥俄州立大学机械和航空航天工程系的David J Hoelzle博士和宾夕法尼亚州立大学化学工程系的Amir Sheikhi博士合作，生产了一种特殊配方的生物墨水，用于直接在体内打印。

第一作者Ali Asghari Adib博士说:“这种生物墨水配方可以在生理温度下进行3d打印，并且可以在体内的可见光下安全地交联。”为了构建组织，他们使用了机器人3d打印，使用带有喷嘴的机器人机械。生物墨水可以通过喷嘴喷射，就像糖衣管挤出书写胶一样，只是以一种高度精确、可编程的方式喷射。

该团队还研究了将这种生物墨水形成的组织块附着在柔软表面上的方法。在尝试将组织连接到生鸡肉条和琼脂糖上的实验中，该团队使用了一种独特的联锁技术，使用机器人3-D打印机和他们特制的生物墨水。喷嘴尖端经过修改，能够穿透柔软的表面，并在它退出时用生物墨水填充被刺穿的空间;这为组织构造创造了一个锚点。当喷嘴尖端到达表面时，它会喷洒额外的一团生物墨水来“锁定”锚。Asghari Adib说:“这种联锁机制可以使支架更牢固地附着在患者体内的软组织基底上。”

组织工程的这些改进有助于为组织或器官缺损的修复、工程/植入贴片以增强卵巢功能或创建生物功能疝修复网等程序提供低风险、微创腹腔镜选项。这样的选择对病人来说更安全，节省时间，成本效益更高。进一步修改组织工程设计和其他条件的调整可能会增加定制的潜力，从而为增强患者健康带来无限的可能性。

“开发能够治疗各种损伤和疾病的个性化组织对医学的未来非常重要。这里提出的工作解决了制造这些组织的一个重要挑战，因为它使我们能够将正确的细胞和材料直接输送到缺损部位手术室Khademhosseini说，“这项工作与Terasaki研究所的个性化植入技术平台相辅相成，该平台旨在开发解决患者的变异性的方法。组织病人的缺陷。”

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