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3D打印VS生物打印,差异在哪里?
发布:kittyll   时间:2016/6/7 10:48:11   阅读:654 
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图片来源:Alexander Kirch | Shutterstock.com
 
3D打印(3D Printing)已经是一个众所周知的概念了,这种技术能够利用数字指令(数字模型)来制造特定形状的物体,所用材料主要包括陶瓷材料、高分子材料、金属合金材料等。
 
生物打印(Bio-Printing)在一定程度上则属于一种涉及到细胞和组织工程的3D打印技术。
 
生物打印人体组织
 
作为生物打印行业的先驱者,美国Organovo公司已经和一些药物公司合作,利用生物打印的组织及器官进行药物测试以评估药物治疗效果。此外,该公司还致力于利用生物打印技术为需要进行器官或组织移植的病人提供协助。如今,该公司已经能够提供组织补充疗法,而且坚信在不久的将来能够提供功能器官替代疗法。通过与Invetch公司合作,Organovo公司已经研发出了世界上第一台能够打印人体组织的商用生物3D打印机。其主要原理是通过将成千上万个细胞注射到水性的生物纸(由胶原、明胶或者水凝胶组成)上,层层堆积,最后将生物纸溶解掉只留下相互连接的细胞即完成打印。
 
3D打印方法
 
作为一种逐渐崭露头角的3D打印技术,生物打印与一些标准型3D打印技术既相互类似,又相互关联。3D打印技术如今已经影响到许多领域,包括机器设备、电脑模型设计、打印材料研发、生物医疗应用等。为了支持这些领域的需求,3D打印包含了大量的打印方法,如熔融沉积成型(FDM)、电子束熔融成型(EBM)、选择性激光烧结成型(SLS)、立体光固化成型(SLA)、数字光处理成型(DLP)等。被归入到3D打印增材制造中的技术种类较多,但其中只有部分技术可以用于生物打印,主要包括喷墨打印成型(通常用于打印明胶和胶原)、熔丝制造成型(FFF)、立体光固化成型(SLA)、数字光处理成型(DLP)等。
 

图片来源:lucadp| Shutterstock.com
 
多细胞设计

标准3D打印技术与生物打印技术之间的一个差异就在于生物打印技术更加注重多细胞设计方面。Organovo公司已经认识到许多三维设计的生物细胞的独特性质,并且已经开始在这些方面做具体研究。另一家公司Aspect Biosystems同样也在朝着这方面发展。两家公司都声明它们能够实现快速打印出含有微米级细节的大型三维结构,完成在架构上和功能上都准确无误的人体组织打印工作。通过允许用户自主选择打印结构、打印材料以及打印工艺,也许在将来会产生各种各样潜在的生物结构。
 
复杂的3D打印技术
 
生物打印技术是3D打印技术中最复杂的一种,生物打印需要更加完善、严格的打印模式,因为这种技术更多的是用于拯救生命的医疗应用方面。其主要功能包括:
  • 开发替代组织类型(血管、心脏等);
  • 改善组织架构以及组织僵硬等情况;
  • 改变细胞浓度;
  • 添加生长因子、特定蛋白质或其他化合物等;
到目前为止,生物打印技术在医疗方面取得了哪些成果呢?以下是选取的几个例证:
 
(1) 在进行手术前,利用核磁共振图像打印出了一个孩子的头骨塑料模型,有助于帮助外科医生提前制定手术计划并进行手术模拟。
 
(2) 利用CT扫描图像打印出恶性肿瘤及周围组织的3D模型,研究放射性药物对治疗的影响。
 
(3)打印定制化植入物,例如定制的外部气道夹板,以拯救患有气管支气管软化的患者的生命。
 
 
译自:azom
来源:材料与测试
译者:vince

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