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                  3D打印角膜來了未來有望無限量供應
                  凤凰彩票app下载:中國經濟網   發佈者:張小圈   日期:2018-06-07   今日/總瀏覽:10/13903

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                  突破

                  含有幹細胞的生物墨水

                  我們都知道aaa,當眼角膜不幸受損後aaaaa,如果不能靠治療修復aaaaa,想要重新看清世界aaa,只有換上新的眼角膜aaaa,而這一過程只能靠“等”aaaaa。如今有了3D生物打印的助力aaa,苦等的人們有了新的希望aaaaa,換眼角膜的機率也會上升aaa。英國紐卡斯爾大學遺傳醫學研究所的研究人員稱aaaa,他們用3D生物打印機和“生物墨水”成功複製了人類的眼角膜aaaa。這項技術意味着aaa,如果未來能實際使用aaa,或許能讓眼角膜實現無限供應aaa。

                  這種生物墨水是由捐贈者眼角膜的幹細胞(人類角膜基質細胞)、海藻酸鹽和膠原蛋白混合製成的aaaa。研究人員利用3D生物打印機aaaa,將生物墨水按照同心圓的“路徑”擠壓成型aaaaa,從而形成人體角膜的形狀aaaaa。據悉aaaaa,等待人工眼角膜“新鮮出爐”的時間只有不到10分鐘aaaaa。

                  “我們獨特的凝膠結合了海藻酸及膠原蛋白aaaaa,能使幹細胞保持活性aaa。同時aaaaa,‘材料’足夠堅硬aaa,能夠保持它的形狀aaaa,但又足夠軟aaa,能夠從3D打印機的噴嘴中被順利‘擠’出來aaa。”紐卡斯爾大學組織工程教授切・康諾表示aaaaa,世界上許多團隊一直都在尋找理想的生物墨水aaaaa,爲的就是讓這一過程變得可行aaaa。

                  康諾說這次的成功基於之前的各種嘗試aaaaa,他們曾讓細胞待在類似的水凝膠中aaaaa,並讓它在室溫下存活了數週aaaa。而最新研製的含有幹細胞的生物墨水aaa,在能夠打印組織的同時aaa,省去了單獨培育細胞的步驟aaaaa。而且aaaa,研究表明aaaa,幹細胞還可以繼續發育aaaaa。

                  研究人員稱他們可以“訂製”眼角膜aaaa,來滿足患者眼睛的特別需求aaaa。打印組織的尺寸是從實際的眼角膜上獲取的aaaaa。通過掃描患者的眼睛aaa,可以根據數據快速打印出大小、形狀相匹配的眼角膜aaaa。

                  現狀

                  全球角膜捐獻嚴重短缺

                  角膜是眼睛的外部結構aaaa,“工作職能”包括聚焦光線和保護內眼aaaa,根據美國眼科學會的資料aaa,角膜是由細胞層構成的aaaa,這些細胞層保護我們的眼睛aaaaa,同時提供清晰的視覺aaaaa。角膜必須保持清晰、光滑、健康aaa,纔能有良好的視力aaa。如果有疤痕、腫脹或者受損aaa,光線就不能正確地聚焦到眼睛裏aaa,就會導致視力模糊或引起眩光aaaa。

                  當角膜不能被治癒或修復時aaaa,就只剩下角膜移植一種方法了aaa。通常aaaaa,捐贈者都是在去世後將自己的角膜捐獻或贈與給需要的人aaa,好在這一移植不存在器官移植可能面臨的適應性問題aaa,也就是說aaa,眼角膜移植不需要等待“匹配”的捐獻者aaaa。不過aaaa,和器官捐獻面臨的相同困境是aaaa,眼角膜也處於“供不應求”的狀態aaa。健康眼角膜的捐獻者並不多aaa,而需求確實居高不下aaa。目前aaaaa,世界範圍內有1500萬人在等待手術aaaaa,這些人患有可能導致眼角膜受損甚至失明的沙眼等傳染性眼病aaaa。另有500萬人因燒傷、撕裂傷、擦傷或其他疾病引起的角膜瘢痕而完全失明aaaaa。

                  2016年的一項研究提到aaaa,全球每70個角膜患者中aaa,只有1人可以得到角膜移植aaaaa,這足以說明全球可供移植角膜數量的嚴重短缺aaa。而3D打印眼角膜這一技術能夠增加“貨源”aaaaa,藉助每位捐獻者的幹細胞“生產”出多個角膜aaaa,如果付諸實施aaaaa,就有希望減少眼角膜的“供貨赤字”aaaaa。而研究人員現在需要做的aaaa,就是確保這種打印眼角膜的“品質”――包括不會造成人體排斥aaaaa,能夠正確聚焦光線等aaaaa。康諾稱aaa,爲了能更有把握aaaa,距離移植的那一天可能還要再等待幾年aaaa,不過這項研究向大家展示了打印眼角膜的可行性aaaa,並且是解決角膜全球短缺的好方法aaaaa。

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                  3D打印身體組織器官

                  除了眼角膜aaaa,3D打印還在其他身體部位找到了“一席之地”aaa。3D打印技術最初是應用於模具製造、工業設計等領域aaaa,之後逐漸用於一些產品的直接製造aaa。2017年8月aaa,世界首臺3D人體打印機問世aaaa,它模擬身體組織和器官aaa,使用生物墨水aaaaa,讓3D打印的器官與人體更加融合aaaa,可以打印鼻子、嘴巴等各類可移植器官aaaaa。

                  軟骨 有望能治療關節炎

                  2017年4月aaaa,瑞典哥德堡市薩爾格學院的研究團隊通過使用3D生物打印機打印幹細胞aaaaa,成功地製造了軟骨組織aaaaa,另外aaaa,研究小組還能影響細胞複製、分化aaa,形成用於打印結構的軟骨細胞aaaaa。該研究刊登在了《自然》(Nature)推出的期刊《科學報告》(Scientific Reports )上aaa。

                  該研究是瑞典哥德堡市薩爾格學院與查爾姆斯理工大學的一組研究人員合作進行的aaaa,研究小組從接受過膝蓋手術的患者身上提取了軟骨細胞aaaa,在實驗室中讓這些細胞恢復活力aaa,恢復成多能性幹細胞――有潛力發展成許多不同種類的細胞aaa。之後幹細胞被封裝在納米纖化纖維素(nanofibrillated cellulose)的合成物中aaaa,並通過3D生物打印機打印成一個結構aaaaa。“印刷”後aaaaa,幹細胞在生長因子的引導下正確分化aaa,從而形成軟骨組織aaaaa。

                  在自然界中aaa,幹細胞分化成爲軟骨是一個簡單的過程aaa,但是在試管中完成就要複雜得多aaaaa。研究團隊的大部分工作都是尋找能讓細胞在打印、複製、分化成軟骨的過程中存活下來aaa。該研究小組負責人aaa,細胞生物學教授斯蒂娜・西蒙森說aaaa,他們在沒有任何動物實驗的基礎下做到了這一點aaaaa,也是第一個成功的aaa。

                  3D生物打印出的軟骨與人類軟骨極爲相似aaaa,據有經驗的外科醫生檢查aaaa,這種人造軟骨和真正的軟骨沒有什麼區別aaaa,而材料的性質與他們患者的天然軟骨相似aaa。就像普通軟骨一樣aaa,實驗室培養的材料含有II型膠原蛋白aaaaa,在顯微鏡下aaa,細胞看上去很完美aaaaa,結構也類似於人類軟骨樣本aaa。

                  如果不久的將來能夠靠利用患者自己“備份”的幹細胞來生產軟骨aaa,那麼將有助於修復軟骨損傷或者治療骨關節炎aaa,爲衆多骨關節炎患者帶來福音aaa。

                  腎臟 測試藥性協助透析

                  2016年aaa,科學家通過3D打印技術造出了一種微小、複雜的管子aaaa,和真正腎臟的關鍵部分很相似aaa。雖然在製造人工腎臟代替器官前還有很遠的道路aaaaa,但這是研究人員首次使用3D打印技術製造出如同真品一樣的腎臟組織aaa。這一3D打印的腎臟組織是由哈佛大學詹妮弗・路易斯實驗室完成的aaaaa。該團隊開發了一種生物打印組織的新方法aaaa,使研究人員能夠打印出不同類型人體組織的複雜結構以及維持這種組織存活所必需的血管系統aaaa。這種“打印”方法使用了多種凝膠狀的“墨水”aaaa,打印之後aaaa,研究人員移除其中一種墨水aaaa,留下中空的管子aaa,之後加入細胞aaaaa,而這些細胞會發育成組織aaa。

                  實驗測試表明aaaaa,這種工程化組織顯示出真正的腎臟功能aaa,尤其是能夠製造出近端腎小管aaa,即腎臟基本功能單位――腎元的一個組成單位aaaa。腎元負責過濾血液aaaaa,將有用的東西保存在身體裏aaaaa,排出廢物aaaa。如果能夠製造出腎元aaa,理論上就能“製作”腎臟了aaaa,不過考慮到還要開發其中互相連接的部分aaaaa,這一工程還要很多年才能實現aaaaa。

                  材料科學家詹妮弗・路易斯說aaa,儘管如此aaa,打印出來的組織還是有醫學價值的aaa,首先aaaaa,這樣的組織可以用來測試潛在的藥物aaaa;另外aaa,人造組織也可以在體外的設備中使用aaa,協助腎臟透析aaa,當然aaaaa,開發這樣的設備也還需要幾年的時間aaaa。

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