用生物3D打印機實現什么？

3D打印在醫療行業

顯然，增材制造正在成為醫療行業的重要資產。這種印刷技術可以用于原型制作和生產。甚至有專門針對醫療行業的3D建模軟件。

與傳統制造工藝相比，增材制造技術可以更輕松，更快速地生產定制零件，從而降低成本。隨著新型3D打印機和新型3D打印材料（如生物相容性材料）的開發，為醫療行業打印許多不同的東西已成為可能。事實上，3D打印可用于各種應用，即使涉及到醫療保健領域：它允許為外科醫生創建工具，但也為患者定制植入物和假體增材制造實際上變得有趣，特別是創造適合患者需求或形態的裝置。但是怎樣打印出有功能的人體部位而不是假體呢？

什么是3D生物打印？它是如何工作的？

       為了簡單起見，3D打印技術是利用3D打印技術來創建活體組織和器官。為了獲得生物打印結構，需要遵循不同的步驟。由于它是一種增材制造技術，因此它通過添加多層材料進行工作。

        首先，必須選擇或開發完美的3D生物打印材料。它是創造人體皮膚組織、軟骨或身體其他部位？然后，需要3D建模軟件來設計將被生物打印的部分。3D生物打印機將能夠逐層自動打印3D模型。成熟也是生物打印過程的一部分，因為細胞必須生長和增殖，這不能立即完成。

       生物打印過程使用bioinks，一種允許活細胞粘附和增殖的材料。這些bioinks是水凝膠生物材料，提供支持細胞，同時他們產生自己的天然細胞外基質。

生物打印：令人印象深刻和有用的技術

      3D生物打印的應用可能很多。您可以輕松看到此技術的多種優勢。例如，它可以為燒傷患者創造人體組織。它也是一種創建人體器官的方法，以執行器官移植。生物打印可能是一個優秀的拯救生命（沒有足夠的捐助者而導致的死亡）的解決方案。3D生物打印技術可以允許創建各種組織結構，如腎組織，皮膚組織。甚至血管和骨頭都可以打印。這無疑為組織工程和再生醫學提供了新的可能性。

     這也是醫學研究人員進行實驗室檢測的好方法。例如，不是在動物身上進行測試，而是可以直接在人體組織或器官上進行測試，因為這些生物印跡具有完全相同的特性和反應。

已經開發出各種3D生物打印機和生物材料顯然，生物打印不能使用傳統打印機來創建活細胞和3D打印器官。3D生物打印很復雜，這個過程需要特定的機器才能打印特殊的生物材料。這導致了各種印刷技術的發展，允許組織制造！

例如，Cellink等公司正在開發bioinks和新型生物打印機。這家公司開發的bioinks允許創造軟骨，皮膚，骨頭，甚至肌肉。這些研究人員推出了Bio X 3D打印機，可以非常準確地打印人體組織和器官！

     例如， ALLEVI公司開發出世界上最便宜的臺式生物3D打印機，專門應用于研究型大學和更多的研究機構中，Allevi的生物3D打印機已被用于制造實驗室芯片型設備、細胞培養支架和骨移植物。該系統還用于測試新材料，并開發相關的3D生物墨水。

      其他革命性的3D生物打印機已經開發出來，但它們看起來并不像傳統的印刷機。認識BioPen，一款移動式生物打印機可以繪制新的細胞。這種由澳大利亞外科醫生開發的設備允許用筆直接修復受損的骨骼和軟骨。生物墨水被擠壓在骨的表面上，然后被打印筆的紫外線固化。正如您所看到的，現在組織工程和再生醫學正在進一步采用這些新的3D生物打印工藝。  

這兩個例子顯示了研究人員為生物打印創建的各種設備。現在，讓我們來看看在生物打印領域醫學領域中最有趣的一些實驗。

3D生物打印：已經做了什么？

以下是3D生物打印最令人印象深刻的項目。

生物打印器官

我們已經知道3D生物打印器官是可能的，例如人造心臟，腎臟或肝臟結構。但是現在更加復雜的器官如膀胱能夠通過增材制造技術創造出來。用于移植的可打印器官無疑將對外科醫生有很大的幫助。一些3D生物打印的肝臟組織已經由東京的研究人員印制并可用于開發藥物測試。

來自倫敦帝國理工學院機械工程系的研究人員通過生物打印技術創造出了類腦組織。這個令人印象深刻的3D結構非常柔軟，與大腦質地相似。

生物打印過程使用低溫方法，即冷凍水凝膠，然后從生物打印機中擠出時用固體二氧化碳冷卻。它允許逐層打印組織，以獲得真正準確的部位。

3D打印的身體部位

3D生物打印的耳朵現在已成為現實。這種新型增材制造工藝進行了大量實驗。在中國，對耳不發育的兒童進行了生物打印手術。科學家們用變形的耳朵的軟骨細胞生出一個新的耳朵。這些實驗是成功的，因為耳朵沒有被拒絕。他們保持健康，隨著時間的推移，他們現在變得越來越準確。

目前，這種手術仍然非常復雜和昂貴。當然，耳度可以被打印出來，但更大的身體部位暫時不能被打印。

在印度，用生物打印的耳朵也成功進行了一項實驗。這個過程是這樣的，來自SRM大學和SIMS醫院的科學家們必須用現有的干細胞來創建它。這些細胞在三周內生長在溶液中。然后這些細胞被用來打印耳朵。對于這個實驗，耳朵已經植入兔子身上。這是成功的，耳朵沒有被拒絕。這組研究人員在對人體進行測試之前將進行其他實驗。

Bioprinting治療癌癥？

我們之前在這篇博文中提到生物打印可以用來測試新藥。3D生物打印真的開啟了新的視角，為醫療行業提供了新的有趣的可能性。

由于3D生物打印技術，倫敦瑪麗女王大學工程與材料科學研究人員創造了新的結構。他們開發了新的生物鏈。這個團隊開發的過程可以讓細胞在其環境中生存和生長，對細胞的反應與患者體內的細胞完全相同。這將使科學家能夠為藥物測試創造更復雜的場景，并直接分析人體細胞的行為，而無需在真人上進行測試。這種方法似乎也是研究癌癥生長和觀察細胞反應的好方法。

生物打印的皮膚組織的商業化

Poietis是一家專門從事再生醫學的法國生物技術公司。該公司即將商業化Poieskin，一種3D生物打印的皮膚。這是有史以來第一家將生物打印皮膚商業化的公司。Poietis正在提供設計伙伴關系，創建適合任何需求或任何項目的皮膚。這種生物打印的皮膚可用于藥物開發或成分測試等。他們實際上正在與大公司合作開發用于研究和治療目的的3D組織模型。

同時，該公司還在開發4D生物打印。有關更多信息，請查看他們的網站。

準確著色的3D生物打印皮膚

新加坡的研究人員創造了一個比以往更加人性化的皮膚。生物打印皮膚具有精確和復雜的孔結構現在是可能的。南洋理工大學利用三維打印技術來控制黑色素產生皮膚細胞的分布。他們實際上能夠在仿生組織基板上做到這一點。

目前，生物打印的皮膚組織不能像人體皮膚組織那樣表現，沒有色素沉著，毛囊或汗腺。但這項技術仍然非常有前途，它已經向打印某種皮膚細胞邁出了一大步。

3D生物打印骨頭

如果可以印刷活體組織：皮膚，肌肉，軟骨，還有骨骼！事實上，在斯旺西大學威爾士印刷和涂層中心，一個團隊開發了可移植的骨組織。這些移植非常普遍，它是用水泥基材料制成的。

現在可以使用3D生物打印技術制作生物打印骨骼。醫學研究人員現在可以使用這種印刷工藝來獲取骨骼的確切形狀。

快速3D生物打印

其他一些研究人員已經在嘗試改進3D生物打印過程本身。事實上，3D打印研究的目標往往越來越快。特文特大學的荷蘭研究小組表明，快速3D生物打印是可能的。他們實際上成功地創造了一種可以用來修復受損組織的活細胞結構。

這種3D打印技術涉及必須迅速處理的液滴，以便捕獲生物打印材料內部的活細胞。此外，這種技術操縱空氣中的液滴而不是微通道。其他傳統方法并不足以使這成為可能。

3D生物打印的未來

正如你所看到的，生物打印機可以徹底改變醫療行業。3D打印行業仍然有很多可以提供給這個領域的領域。打印人體組織可能是一個真正的挽救生命的過程，它可以促進器官移植，它可以幫助修復受損的皮膚，骨骼或軟骨。已經取得了一些成功的實驗，但很快就可以印刷更復雜的組織和人體器官。

生物打印似乎直接來自科幻小說的故事。Netflix系列AlteredCarbon實際上包含了他們故事中的生物打印。這個小說發生在2052年，那里有可能獲得替換尸體。人們能夠轉移身體之間的責任心，甚至一些角色甚至使用3D生物打印機打印人類克隆。

在這部小說中可以獲得3D生物打印的人類，但是誰知道，它可能會在未來成為現實。

人體是復雜的，這就是為什么這項技術很難發展，并且需要一點時間才能成為一個共同的現實。但是你可以看到3D打印技術正在快速發展。現在越來越多的材料和不同的設備可打印。