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复制器官哪家强?3D生物打印找PrintAlive

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新获国际著名发明奖James Dyson Awards的3D生物打印机PrintAlive不仅能制造出供烧伤患者皮肤移植的人造皮肤,更能提高打印速度,降低成本,而其发明者目前也在研究将3D生物打印技术运用到复制其他器官中。

10年前,若说出“打印人类皮肤”的话来,众人大概会像对待科幻臆想般一笑而过;10年后,曾经“浮夸一时”的未来主义念想不但成为了活生生的现实,生物打印技术更是实现了速度快、成本低、体积小的跨越式发展,为其在医疗领域的广泛应用埋下了伏笔。


2014年的James Dyson发明大奖(国际知名奖项,James Dyson Award)授予了多伦多大学的两位博士生Arianna McAllister和Lian Leng,以表彰他们在医疗界的突破性贡献——PrintAlive,一款精装书大小的3D生物打印机,不仅可制造出人造皮肤以用于烧伤患者的皮肤移植,更能提高打印速度,降低制造成本,完胜市场上的同类竞争者。

详解PrintAlive:速度快、成本低、体积小

生物打印技术发展到今天,PrintAlive的竞争对手也非等闲之辈,一来诸如Organovo、EnvisionTEC以及RegenHu等私营企业以快速原型技术为支撑,主打高效率、大规模的生物打印;而美国军方也在积极地测试自己的生物打印设备,主要服务于战事中的皮肤移植以及其他再生医疗应用。新生的PrintAlive目前仍处于商业化之前的开发阶段,若要脱颖而出,谈何容易?


尽管PrintAlive还未能投入学术研究,但它完全具备独到的竞争优势。一方面,PrintAlive利用患者自己的毛囊和汗腺细胞,制造出仿皮肤质地的水凝胶物质,可以直接覆盖在烧伤创面上,从而免除了传统移植中从身体其他部位取下皮肤的巨大痛苦;另一方面,正如负责监督PrintAlive开发的多伦多大学教授Alex Guenther所说:“这款设备的生物打印速度是市面上同类产品的10到100倍”,速度的优势是烧伤及其他亟待皮肤移植的患者极为珍视的。

构造简约,原理大同小异

除了速度快、成本低、体积小这三个“杀手锏”之外,让PrintAlive完胜的优势还在于产品构造上的高效和简约。“这款生物打印机并无电控载物台,”Gunther说道:“转动的滚筒拉动着缓缓前进的人造组织,生物墨水在墨盒里静静流淌。除此之外,设备几乎没有其他活动的部件。”

生物打印机与桌面打印机不但工作原理大同小异,“吸金原理”也是惊人的一致,最值钱的要数其中的墨盒了。Guenther认为打印设备的价格可定在1到2万美金之间(市面最高价格达25万美金),墨盒作为重头戏,开价在15万美金左右。

应用前景广泛:运用3D生物打印技术复制人体器官

从长远看来,生物打印技术的目标是复制出完整的人体器官,例如人造肝、肺,甚至心脏。从这个角度来看,该技术广泛的应用前景是无可置疑的,绝非科幻臆想。只是当下,不论是PrintAlive还是其他生物打印创业公司一段路程要走。


当前的生物打印技术主要为医药公司提供比传统动物实验更为可行、可靠的药物检测途径。由于生物打印机采用的是人类细胞,所以比老鼠等非人类物种实验更精确,靠谱。拿Organovo举个例子,该公司已经运用3D打印技术和生物材料模仿出了癌症组织,今年年底还会打印出一个新的肝脏,供药物检测和医学研究使用。

而PrintAlive也参与了两个学术研究实验室的药物检测。Guenther希望在今年年末之前在医药公司里安装PrintAlive,届时将知晓这款设备是否能用于私营公司的药物测验了。

再说到皮肤打印。PrintAlive团队已经成功为一只老鼠进行了人造皮肤移植,下一次移植的对象可能是猪,而最终服务的目标当然是人类了。“要真正投入临床应用,我们还需要进一步研究。”Guenther说道。

跟普通的药品测试有所不同,生物打印属新兴技术,暂无相关的监督管理条例制约,其实际临床运用还需政府认可。一旦跨越了这道坎且研发工作到位的话,运用3D生物打印技术复制人体器官的未来也许并不遥远。

(编译/张新慧 责编/唐小引)

文章来源:FastCoLabs

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