新南威爾士大學(xué)開發(fā)出F3DB微型3D生物打印機，可直接修復(fù)人體器官

全世界每年有數(shù)百萬人因疾病、外傷或受傷而遭受組織損傷。在外科手術(shù)過程中，醫(yī)療專業(yè)人員主要使用縫線來促進組織愈合。然而，手術(shù)過程中的失敗會導(dǎo)致并發(fā)癥并可能導(dǎo)致感染。

2023年3月11日，南極熊獲悉，為解決組織修復(fù)的醫(yī)學(xué)操作問題，澳大利亞的研究人員開發(fā)了一種微型、靈活的機械臂，可以使用 3D 生物打印直接修復(fù)受損的人體組織或器官。該項研究題為“AdvancedSoft Robotic System for In Situ 3D Bioprinting and Endoscopic Surgery”的論文被發(fā)表在《Advanced Science》期刊上。

相關(guān)論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202205656

醫(yī)療部門越來越多地將 3D 打印用于研究和手術(shù)。事實上，許多 3D 生物打印項目已經(jīng)啟動，以復(fù)制細胞結(jié)構(gòu)、人體器官或支持對嚴重疾病的研究。它還可以用于其他領(lǐng)域，例如化妝品。以美容公司Chanel為例，該公司創(chuàng)建了3D 生物打印皮膚來研究皮膚狀況，以改進其產(chǎn)品線。

△F3DB 3D 生物打印機具有多項功能（圖片來源：新南威爾士大學(xué)）

F3DB——微型 3D 生物打印機

在 Thanh Nho Do 博士和Mai Thanh Thai 博士的領(lǐng)導(dǎo)下，研究團隊開發(fā)出了一種被稱為 F3DB 的設(shè)備，這是一種微型、靈活的3D生物打印機。他們將 F3DB 設(shè)計為通過小切口或自然開口插入體內(nèi)，然后可以將生物材料應(yīng)用于內(nèi)部器官和組織的表面。該解決方案包括一個連接到可遙控機械臂末端的三軸旋轉(zhuǎn)打印頭�？梢詫�噴嘴進行編程以打印預(yù)先設(shè)計的形狀，但也可以手動操作以進行更復(fù)雜的操作。

△F3DB從動機械手的詳細設(shè)計

此外，研究人員表示，F(xiàn)3DB 可用于結(jié)腸、胃、心臟和膀胱等難以觸及的身體部位，這是目前的手術(shù)設(shè)備無法做到的。F3DB 的最小原型具有與傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡相似的尺寸，約為 11-13 毫米。然而，研究團隊表示，他們正在為未來的醫(yī)療應(yīng)用開發(fā)更小的產(chǎn)品。此外，根據(jù)研究人員的說法，3D 生物打印機可以使用內(nèi)窺鏡粘膜下剝離過程去除某些癌癥，包括結(jié)腸癌。后者是一種技術(shù)，包括去除受癌性病變影響的器官或組織的一部分。在這種情況下，操作者使用噴水器清潔癌變表面。

到目前為止，研究人員已經(jīng)在人造結(jié)腸內(nèi)部和豬腎臟表面的多種材料中測試了他們的設(shè)備。他們發(fā)現(xiàn)打印過程不會對細胞產(chǎn)生負面影響。下一步是在活體動物身上測試該設(shè)備，并為 F3DB 添加其他功能，例如集成攝像頭和重建體內(nèi)移動組織圖像的系統(tǒng)。在5-7年內(nèi)，澳大利亞新南威爾士大學(xué)的工程師團隊希望醫(yī)療專業(yè)人員能夠采用這項技術(shù)來徹底改變他們進行手術(shù)的方式。