美科学家研发出多用途三维生物打印机

2011-2-26 21:33 来源: 科技日报
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  据美国物理学家组织网2月24日报道,随着三维打印机的应用领域不断扩展,现在,美国科学家研发出了能打印出皮肤、软骨、骨头和身体其他器官的三维“生物打印机”。

  三维打印机通过将材料先逐行铺开后逐层垂直铺展的方式来打印。人们使用三维打印机来制造雕塑并修复雕塑;制造由塑料和聚合物制成的三维物体;打印出了食品。

  美国北卡罗来纳州维克森林大学再生医学研究所教授詹姆斯·刘在美国科学促进协会(AAAS)的年度大会上表示,其研究团队研发出了一套系统,该系统可以打印出皮肤,打印出的皮肤可直接用在烧伤的伤口上。

  该生物打印机内置有激光扫描仪,扫描仪能快速扫描受伤部位,分析伤口的位置、大小、深浅等,相关扫描信息被转化为三维数字图像发送给打印机,打印机能据此计算出需要喷射多少层皮肤细胞来让伤口恢复到原初的状态,并打印出皮肤,当将打印出的皮肤喷在伤口处时,这些皮肤能保护伤口、加速重建受损的组织,且留下的疤痕较少。该打印机已成功地打印出了10平方厘米的猪的皮肤。

  该团队希望最终研发出一套便携生物打印系统来治疗在伊拉克和阿富汗战场上受伤的士兵,在这些战场上,有30%的受伤与皮肤有关,他们的研究由美国国防部资助。

  纽约康奈尔大学计算合成实验室的主任胡迪·利普森领导的研究团队也在该年度会议上表示,他们利用一台生物打印机,打印出了一只用硅制成的耳朵。该研究团队利用人耳的扫描信息和相关的三维坐标信息,使用硅凝胶而不是人的耳朵细胞,打印出了该耳朵模型。

  利普森团队已经进行了一系列相关的实验,比如使用生物打印机修复受损的动物骨骼等,但利普森表示,还有很多技术挑战需要克服。生物打印机最开始可能被用于修复软骨,因为软骨的内部结构相对简单,而且血管很少。

  在动物身上进行的实验表明,用生物打印机打印出软骨“非常成功”。利普森团队已经成功地打印出了软骨系统,并将其直接放入受伤膝盖上的半月形伤口处,以便让该膝盖复原。

  生物打印机面临的挑战之一是,其打印出的物体如何与身体其他器官尤其是大的组织更好地结合?因为任何打印出来的器官或身体组织都需要同身体的血管相连,而这可能非常难实现。利普森表示,一旦克服了这个技术障碍,在未来几十年内,生物打印技术将成为一项标准技术。