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凝膠輔助3D打印器官:打印效果更逼真
日期:2015-10-13 09:03:25 閱讀數:558
目前,一項新穎的技術就用了凝膠來輔助打印出了復雜的形狀,而這種形狀單靠普通的3D打印技術是無法實現的。如果我們能夠打印出組成器官、血管或者其他組織的生物結構,這種新發(fā)現的融合高逼格與精密一體的方式簡直是喜大普奔。
凝膠,是用丙烯酸聚合物組成,外觀觸感跟洗手液很像。它就像支架一樣支撐著復雜圖案的打印——比如像俄羅斯套娃那樣的嵌套結構,或是細密復雜的網狀結構——沒有凝膠的的話,想打印那種復雜圖案還是洗洗睡吧。
這種復雜性很重要。研究員們一直對3D打印完整的人體器官抱有期待,但是這需要精密而又劃分明確的血管系統(tǒng)來提供氧氣和維生素才能實現。新技術讓人們在正確的維度上做到這些成為可能,通過將凝膠嵌入物體,創(chuàng)造出直徑僅有兩張紙那么薄的結構合理的球狀物,然而當球狀物連接起來時,厚度卻只有其本身的十分之一。
傳統(tǒng)3D打印各種生物器官結構的問題在于,它們總是會在接近完成時功虧一簣。用輔助性的凝膠進行打印可以解決這個問題,使得創(chuàng)造物在成型前不再左右晃蕩或者膨脹?!澳z可以輔助打印,因為它本質上是固體?!边@項研究的領頭人,蓋恩斯維爾弗羅里達大學的托馬斯·安吉拉尼說道。
安吉拉尼的隊伍已經將這項技術應用于打印用活體細胞材料——包括人類血管和犬腎細胞。研究人員還使用硅樹脂、水凝膠等多聚物,他們還在搞了一個同事大腦的復制品,將其放在環(huán)境溫和、濃度與生物組織相似的水凝膠中進行測試。內臟器官跟臉一樣,都是獨立的個體,所以它們根據教授大腦中的灰色神經組織的細節(jié)模擬出了大腦的樣子。
“我們可以預見未來的畫面,在腦手術之前,外科醫(yī)生先用水凝膠3D打印出大腦,在上面進行實戰(zhàn)演習”,安吉拉尼說道,“然后他會了解手術應該怎樣進行。”
這是巨大的進步,但有個問題在于,目前為止的凝膠都不是有機體,所以不能保持3D打印的組織一直存活。
而且,凝膠也不能用來打印小于某個確定尺寸的結構,因為太小的微粒會像漏網之魚一樣難以避免得漏掉。
這么來看,3D打印在組織和器官上的應用依然任重道遠,但是安吉拉尼對此持樂觀態(tài)度?!拔艺J為我們的方法開辟了一種新的應用方向”,他說,“我確信我們會做到的。