近日，美國(guó)生物醫(yī)學(xué)研究人員宣布使用一項(xiàng)獨(dú)特的微型機(jī)器人技術(shù)完成了復(fù)雜材料部件的組裝，這一成果可能會(huì)使3D打印替代器官離現(xiàn)實(shí)更近。

由于可供移植器官的短缺，許多患者不得不經(jīng)歷長(zhǎng)長(zhǎng)的等待才能得到醫(yī)治。因此，組織工程和3D打印已經(jīng)成為關(guān)系醫(yī)學(xué)未來(lái)的至關(guān)重要技術(shù)。據(jù)天工社了解，如果能夠利用患者自身的細(xì)胞生成器官，不僅可以緩解這一難題，而且還能解決有關(guān)捐贈(zèng)器官植入后人體的排異反應(yīng)問(wèn)題。組織工程使研究人員能夠研究細(xì)胞行為，諸如觀察腫瘤細(xì)胞的耐藥性、測(cè)試新的藥物或藥物組合等。

布里格姆婦女醫(yī)院（BWH）和卡耐基梅隆大學(xué)的研究人員在SavasTasoglu博士的帶領(lǐng)下，提出了對(duì)自主磁性微機(jī)器人進(jìn)行編碼，從而用水凝膠精確封裝單個(gè)細(xì)胞（如細(xì)胞塊）的方法。Tasoglu博士是BWH腎病醫(yī)學(xué)的負(fù)責(zé)人。

這種微型機(jī)器人由遠(yuǎn)程磁場(chǎng)控制，一次可以移動(dòng)一個(gè)水凝膠進(jìn)行構(gòu)建。這是組織工程技術(shù)的關(guān)鍵，因?yàn)槿梭w組織結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，不同類型的細(xì)胞處于不同的平面和相對(duì)位置。當(dāng)構(gòu)建這些結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，細(xì)胞的位置很重要，因?yàn)樗鼤?huì)影響結(jié)構(gòu)最終如何發(fā)揮作用。

“與以前的技術(shù)相比，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了真正可控的自下而上的組織工程（tissueengineering）。”Tasoglu解釋說(shuō)。

Tasoglu的團(tuán)隊(duì)還證明了，可以在不影響細(xì)胞活力和增殖的情況下進(jìn)行水凝膠微機(jī)械結(jié)構(gòu)的細(xì)胞包裹。據(jù)天工社所知，在這個(gè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，下一步研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)眾多的微型機(jī)器人一起進(jìn)行生物打印，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中根據(jù)設(shè)計(jì)生成組織和其他復(fù)雜的材料。

“我們的工作將徹底改變組織工程中對(duì)復(fù)雜多樣的功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確立體裝配的方式。”卡耐基梅隆大學(xué)納米機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人MetinSitti說(shuō)。

“我們現(xiàn)在才真的開始探索使用微機(jī)器人技術(shù)來(lái)操縱單個(gè)細(xì)胞或封裝的細(xì)胞塊的可能性。”研究團(tuán)隊(duì)成員Demirci說(shuō)。“這是一個(gè)非常令人興奮和迅速發(fā)展的領(lǐng)域，將會(huì)是未來(lái)醫(yī)學(xué)的希望。”

業(yè)余愛好者和一些公司已經(jīng)可以通過(guò)3D打印機(jī)打印日?？梢姷囊恍┪矬w、模型和零部件(甚至是槍支)，而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，科研人員對(duì)于3D打印技術(shù)的興趣也越來(lái)越大。通常的3D打印中，使用塑料或粉末一層一層地打印出需要的物品；而所謂的3D生物打印機(jī)，通常是在液體或凝膠中打印出生物組織。其目標(biāo)不是生產(chǎn)一個(gè)小部件或玩具，而是修復(fù)生物組織。

在世界范圍內(nèi)，研究者們已經(jīng)利用生物打印機(jī)做了實(shí)驗(yàn)。生物打印技術(shù)首先要看通過(guò)打印機(jī)噴頭出來(lái)的生物細(xì)胞會(huì)不會(huì)被殺死(大多數(shù)情況下，細(xì)胞會(huì)被殺死)，然后，生物打印機(jī)用細(xì)胞制造軟骨、骨頭、皮膚、血管、小塊肝臟和其他的組織。

現(xiàn)有人造生物組織的一個(gè)方法是，在塑料或其他材料制成的支架上添加細(xì)胞，然后讓細(xì)胞成長(zhǎng)。從理論上說(shuō)，生物打印技術(shù)在制造生物組織方面有它的優(yōu)勢(shì)，它可以模仿自然結(jié)構(gòu)來(lái)控制細(xì)胞和其他成分的布局。

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