國內(nèi)外生物3D打印主要研究機構(gòu)

隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，其在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷加深。除產(chǎn)業(yè)公司之外，高校和科研院所是推動3D打印研究不斷進行和應(yīng)用于臨床實踐的重要力量，在這些機構(gòu)，很有可能成為劃時代的醫(yī)學進展的發(fā)源地。生物3D打印領(lǐng)域，有五大非常具有國際影響力的研究機構(gòu)，他們的創(chuàng)新成果幾乎可以代表生物3D打印技術(shù)發(fā)展的最前沿。

哈佛大學Wyss研究所
名校哈佛大學被公認為當今世界最頂尖的高等教育機構(gòu)之一，除了在文學、商學等多個領(lǐng)域擁有崇高的學術(shù)地位之外，在醫(yī)學和3D打印領(lǐng)域也是赫赫有名，其中尤其以Wyss研究所和Jennifer A. Lewis實驗室聞名業(yè)界。

Lewis實驗室的研究人員們很早就用3D打印的方法打印出了布滿血管、有各種細胞和細胞間質(zhì)組成的組織，解決了3D打印生物組織的代謝問題。他們開發(fā)了三種“生物墨水”，在特定程序下打印完畢之后，將人工組織置于低溫下，就可以在形成的通道中植入血管內(nèi)皮細胞，最終發(fā)育成成熟的血管以解決營養(yǎng)物質(zhì)供給和代謝物排出的問題。2016年，團隊在此基礎(chǔ)上更進一步，打印出了厚度足夠的血管化網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)，能讓液體、營養(yǎng)物質(zhì)和細胞生長因子順利進入，保證植入其中的細胞存活并促進它們生長，最終形成完成的功能性組織。

在3D打印腎臟方面，Lewis團隊也取得了矚目的進展，他們構(gòu)建了功能性的近端小管，在該小管的卷曲部位，65%-80%的營養(yǎng)物質(zhì)可以被重吸收并從腎濾液輸送回血液中。該模塊的構(gòu)建為打印完整的腎單元甚至完整的腎臟奠定了基礎(chǔ)。

卡內(nèi)基梅隆大學（CMU）
CMU是一所著名的研究型大學，與大多數(shù)致力于研究利用3D打印技術(shù)打印骨骼、耳朵等器官的研究人員不同的是，CMU的Adam W. Feinberg研究團隊致力于研究更高難度的心臟甚至是大腦的3D打印。

2015年，F(xiàn)einberg團隊就發(fā)表文章稱能通過影像技術(shù)與生物3D打印的結(jié)合，打印出無生物活性動脈，并將進一步研究利用所制成的組織結(jié)構(gòu)來附著心臟細胞以形成具有收縮能力的肌肉。

目前，CMU的研究人員正在開發(fā)能夠在三維組織結(jié)構(gòu)甚至整個氣管內(nèi)打印軟性生物材料和細胞的3D生物打印機。

同時，CMU在3D打印的課程教育方面也走在世界前列，2015年學校推出了3D打印的本科工程課程，同時給學生提供了創(chuàng)造自己獨特產(chǎn)品和將自己的設(shè)計進行商業(yè)化的機會。

加州大學圣地亞哥分校（UCSD）
今年年初，UCSD的研究人員Shaochen Chen團隊發(fā)表在Biomaterials雜志上的文章顯示，他們使用3D打印機來開發(fā)功能性血管網(wǎng)絡(luò)，可以安全地與身體的自身網(wǎng)絡(luò)集成并循環(huán)血液，以用于推進人工器官和再生療法的發(fā)展。

Chen團隊自制的生物打印機使用活細胞和光敏聚合物的溶液，可以在暴露在UV光時固化，以創(chuàng)建3D結(jié)構(gòu)。整個過程只需要幾秒鐘，且光敏聚合物廉價易得，同時具有很好的生物相容性。

Chen教授團隊還在人工肝打印中使用了誘導多功能干細胞（iPSCs）、誘導脂肪源干細胞和臍靜脈內(nèi)皮細胞，將這三種細胞聯(lián)合打印，來形成模擬的人工肝，希望能夠利用這些模擬的人工器官來大幅度降低藥企研發(fā)成本，加快新藥面世的進程。

維克森林大學（Wake Forest University）
維克森林大學素有“南哈佛”的美譽，是一所極富盛名的綜合性研究型大學。維克森林再生醫(yī)學研究所（WFIRM）是將科學發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床療法的領(lǐng)導者，研究所的研究人員和醫(yī)生曾經(jīng)創(chuàng)造了世界上首個成功植入人體的實驗室人造器官。

WFIRM的研究人員致力于研究3D打印組織和器官的可能性，他們嘗試使用改造過的3D打印機來將細胞打印出3D分布結(jié)構(gòu)。Anthony Atala團隊在2016年2月份創(chuàng)建了一種新的打印模型（ITOP生物打印機），可以打印布滿小通道的骨骼、肌肉和軟骨組織，這種組織在植入小白鼠和兔子體內(nèi)之后，通道里便可以長出血管，給打印的器官提供養(yǎng)分，維持器官的功能。

2016年，該研究所宣布使用其研究人員十多年來設(shè)計的專用3D打印機成功打印活體組織結(jié)構(gòu)。當打印出的耳朵、骨骼和肌肉組織植入動物體內(nèi)時，這些結(jié)構(gòu)會成熟為功能性的組織，并形成血管系統(tǒng)。一系列的實驗均證明了打印活體組織結(jié)構(gòu)來替代患者病變組織和器官的可能性。

伍倫貢大學（University of Wollongong，UoW）
UoW是澳大利亞的十大研究型大學之一，其Gordon G Wallace研究團隊，聯(lián)合墨爾本St. Vincent‘s醫(yī)院聯(lián)合開發(fā)了一臺引領(lǐng)3D打印新變革的打印機，這臺名字叫3Doodler的打印機外形更像是一支筆，可以直接將細胞“畫”在受傷的骨頭或者軟骨上，以此來快速完成修復手術(shù)。

從發(fā)表的研究結(jié)果來看，3Doodler打印出來的細胞存活率高達97%以上，如果正在進行的臨床試驗成功的話，無疑將是一次骨科修復手術(shù)的重大變革。

2016年5月25日，中國首家3D生物打印研究院——四川省生物增材制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院在成都高新區(qū)揭牌成立，研究院由四川藍光英諾生物科技股份有限公司與四川大學華西醫(yī)院聯(lián)合建立，將聚焦3D生物打印領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)和成果轉(zhuǎn)化三大板塊。藍光英諾早在2015年10月，就研發(fā)出了全球首臺3D生物血管打印機，并且在2016年12月成功實現(xiàn)了全球首例3D打印血管的動物實驗。

此外，今年5月，上海交通大學醫(yī)學3D打印創(chuàng)新研究中心也與國內(nèi)近20家著名醫(yī)療機構(gòu)聯(lián)合組建多中心合作關(guān)系，簽約授牌了16家分中心，共同研究與推進醫(yī)學3D打印技術(shù)。

來源：火石創(chuàng)造
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