再生医学的一个突破：在体内打印个性化组织和器官

　　

               

原位生物打印可以在体内直接合成个性化的组织和器官，有可能为再生医学和器官移植的未来铺平道路。来源:Pagan et al。

原位生物打印，涉及直接在体内3D打印生物相容性结构和组织，在过去几年中取得了稳步进展。在最近的一项研究中，一组研究人员开发了一种手持式生物打印机，解决了以前设计的关键限制，即能够打印多种材料并控制打印组织的物理化学特性。该装置将为再生医学、药物开发和测试、定制矫形器和假肢等领域的广泛应用铺平道路。

再生医学的出现通过对受损组织和器官的替换、修复或再生，极大地改善了全世界患者的生活。这是一种很有希望的解决方案，可以解决诸如缺乏器官捐赠者或移植相关风险等挑战。再生医学的主要进步之一是现场(或“原位”)生物打印，这是3D打印技术的延伸，用于直接合成人体内的组织和器官。它在促进缺陷组织和器官的修复和再生方面显示出巨大的潜力。

尽管在这一领域取得了重大进展，但目前使用的生物原位打印技术并非没有局限性。例如，某些设备只与特定类型的生物链接兼容，而另一些设备一次只能制造小块组织。此外，它们的设计通常很复杂，这使得它们负担不起，限制了它们的应用。

在一项发表在《Biofabrication》杂志上的突破性研究中，来自加拿大维多利亚大学的Erik Pagan先生和Mohsen Akbari副教授组成的研究小组开发了一种手持式原位生物打印机，该打印机具有方便的模块化设计，可以打印复杂的生物相容性结构。

“20年前，我的母亲被诊断出患有乳腺癌，最终她的乳房被切除了。这大大影响了她的幸福。这让我意识到，像手持式生物打印这样的技术不仅可以帮助开发个性化的乳房重建植入物，使其与患者组织的形状和大小相匹配，而且还可以用于创建用于乳腺癌生物学研究的肿瘤模型。这样的应用可以显著改善受影响患者的治疗效果，”Akbari教授在讨论他的研究动机时说。

手持设备的一个关键特点是多个生物墨水盒的存在，每个生物墨水盒由一个气动系统独立控制。因此，设备操作员对打印混合物有充分的控制，使其更容易开发具有所需性能的结构。此外，该装置具有提供额外控制的冷却模块和发光二极管光固化模块。

这种多功能的原位生物打印机有几个应用。Akbari教授解释说:“原位生物打印适用于修复创伤、手术或癌症引起的大缺陷，这需要大规模的组织结构。从长远来看，这项技术可以消除对器官捐献者的需求，同时也降低了与移植相关的风险，让患者享受更长寿、更健康的生活。”

该装置的另一个值得注意的潜在应用是药物输送系统的生产。操作员可以构建支架或结构，以释放精确数量的药物以及在体内特定位置的细胞。这将使药物更有效，减少与它们相关的副作用，并提高它们的安全性。这篇论文中报道的技术也可能通过允许科学家开发更准确的药物测试模型来加速新药的发现。

更重要的是，它有潜力开发定制假肢和矫形植入物。由于其便携性，这种生物打印机可以帮助医生以更高的准确性和便利性匹配患者的组织解剖结构，从而增强生物打印结构的功能和美学。

这项研究的发现对致力于提高再生医学范围和促进合作研究的研究人员和医生有很大的好处，这可以加速这项技术的进一步发展。