為士兵配備的生物監(jiān)測(cè)設(shè)備看起來(lái)可能像是電影《賽博朋克2077》中的設(shè)備,但是美國(guó)陸軍使用3D打印技術(shù)將該技術(shù)快速推向了2020年。ARL開(kāi)發(fā)了新穎的多功能生物傳感器,并且可以對(duì)士兵進(jìn)行生理跟蹤有可能使他們對(duì)實(shí)地局勢(shì)威脅有更深入的認(rèn)識(shí)。
來(lái)自中國(guó)四川大學(xué)和廈門大學(xué)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了3D打印的自粘繃帶,能夠提供神經(jīng)修復(fù)藥物。
來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)的Ali Khademhosseini教授團(tuán)隊(duì)在Small雜志上發(fā)表了題目為“3D Bioprinting in Skeletal Muscle Tissue Engineering ”的綜述文章,簡(jiǎn)述了骨骼肌的解剖結(jié)構(gòu)并從打印工藝、墨水配方及性能、生物3D打印技術(shù)在表面貼裝技術(shù)方面取得的進(jìn)展等角度概述了生物3D打印技術(shù)在骨骼肌組織工程中的應(yīng)用。
萊斯大學(xué)的研究人員使用人工智能(AI)來(lái)加快3D打印生物支架的開(kāi)發(fā),以幫助傷口愈合。賴斯大學(xué)布朗工程學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Lydia Kavraki領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)使用了兩種機(jī)器學(xué)習(xí)方法來(lái)預(yù)測(cè)支架材料的質(zhì)量(給定打印參數(shù))。該研究發(fā)表在《組織工程》第A部分上,控制打印速度對(duì)于制造高質(zhì)量的植入物至關(guān)重要。
研究人員使用3D打印機(jī)在全球范圍內(nèi)合作開(kāi)發(fā)了基于納米粘土的生物3D打印支架,該支架可用于骨骼再生。來(lái)自南安普頓大學(xué),羅馬的意大利理工學(xué)院,卡爾·古斯塔夫·卡魯斯大學(xué)醫(yī)院和德累斯頓工業(yè)大學(xué)以及臺(tái)灣的中國(guó)醫(yī)科大學(xué)的研究人員,用生物3D打印的可植入納米復(fù)合材料支架制作了生物負(fù)載的人骨髓基質(zhì)細(xì)胞(HBMSCs))和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC),它們具有促進(jìn)骨形成的潛力。
組織工程或再生是通過(guò)結(jié)合具有最佳化學(xué)和生理?xiàng)l件的細(xì)胞和其他材料來(lái)改善或替換生物組織的過(guò)程,以建立可在其上形成新的活組織的支架。我們已經(jīng)看到許多3D打印的示例用于完成此任務(wù)。以這種方式改造新組織的潛力為器官移植的短缺和在藥物發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用提供了答案。
國(guó)際研究人員繼續(xù)克服骨再生技術(shù)的挑戰(zhàn),并在最近發(fā)表的“基于韌磷酸鎂的3D打印植入物在馬缺陷模型中誘導(dǎo)骨再生”中分享了他們的研究結(jié)果。當(dāng)醫(yī)生承擔(dān)重建人體骨骼的任務(wù)時(shí),通常需要一種不僅可以模仿人體組織而且可以生物降解的材料,使其適合與植入物一起使用。這種材料必須具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能,在許多情況下會(huì)帶來(lái)進(jìn)一步的困難。
荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)3D打印的可生物降解的鎂支架在關(guān)鍵尺寸骨缺損的再生中可能具有廣闊的應(yīng)用前景。盡管這種方法并非沒(méi)有局限性,但研究人員認(rèn)為,所使用的溶劑澆鑄3D打?。⊿C-3DP)方法在制造鎂基多孔支架方面具有“前所未有的可能性”。“
治療癌癥已有數(shù)百年歷史,研究人員在學(xué)習(xí)如何預(yù)防,診斷,治療這個(gè)世界上最大的殺手,在更復(fù)雜細(xì)節(jié)方面取得了重大進(jìn)展。從成功的免疫療法到精密醫(yī)學(xué)的日益增長(zhǎng)的作用,這些重大進(jìn)展正在幫助臨床醫(yī)生挽救生命。但是,每年約有1400萬(wàn)新病例,近1000萬(wàn)人死亡,很難說(shuō)抗癌斗爭(zhēng)已接近勝利。此外,專家認(rèn)為,一旦癌癥從人體內(nèi)的一個(gè)部位擴(kuò)散或轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部位,存活的機(jī)會(huì)就降低到10%,這使其成為該病最致命的特征。
西班牙領(lǐng)導(dǎo)的研究小組3D打印了一種水凝膠,該凝膠能夠模仿人類淋巴結(jié)的行為,并加速癌癥患者中T細(xì)胞的產(chǎn)生。通過(guò)結(jié)合基于聚乙二醇(PEG)的聚合物和抗凝肝素,該團(tuán)隊(duì)制造了一種結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可使T細(xì)胞更有效地遷移和增殖。鑒于T細(xì)胞具有殺死腫瘤細(xì)胞的能力,該研究小組的新材料可以用作新型癌癥免疫療法的基礎(chǔ)??茖W(xué)家已經(jīng)向歐洲專利局申請(qǐng)了其新型聚合物水凝膠的專利,他們希望在不久的將來(lái)將其技術(shù)帶入醫(yī)院。
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