英大學(xué)開發(fā)3D打印組織軟骨以用于面部重建和整形

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醫(yī)療3D打印又有了新的發(fā)展。日前，來自亞特蘭大的American Process公司（API）和英國斯旺西大學(xué)（Swansea University）醫(yī)學(xué)院簽訂了一份聯(lián)合開發(fā)協(xié)議（JDA），共同研發(fā)用人體細(xì)胞和納米纖維素3D打印而成的組織軟骨，并將其用于面部重建。

據(jù)了解，這個(gè)項(xiàng)目的參與者包括斯旺西大學(xué)的整形和再生醫(yī)學(xué)（ReconRegen）研究團(tuán)隊(duì)，并得到了英國醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)的資金支持。這個(gè)項(xiàng)目涉及到多個(gè)領(lǐng)域，參與方包括整形外科醫(yī)生、工程師、科學(xué)家，以及納米纖維素的制造商American Process公司。

據(jù)了解，斯旺西大學(xué)的ReconRegen團(tuán)隊(duì)在以前就已經(jīng)證明，納米纖維素可以兼容人類細(xì)胞，并可作為支持組織結(jié)構(gòu)用于生物打印。此外，該團(tuán)隊(duì)還顯示了，活細(xì)胞可以在該3D打印過程中存活。

根據(jù)此項(xiàng)聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，細(xì)胞將與各種各種配方的納米纖維素材料混合在一起，并3D打印成組織以用于重建手術(shù)。該項(xiàng)目的目標(biāo)是制造出符合人體解剖學(xué)形狀的組織，并能夠根據(jù)不同的病人進(jìn)行量身定制。除此之外，該組織還需要能夠無限期地存活下去，并且能夠承受時(shí)間和退化的考驗(yàn)。科學(xué)家們稱，這將是邁向個(gè)性化重建的第一步。

據(jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人教授Iain Whitaker：“目前人們越來越多地使用塑料或者鈦金屬3D打印假肢和植入物。但是以人類細(xì)胞為原料的生物打印，也是非常有前途的。我們正在根據(jù)特定病人的需要打印活組織、活結(jié)構(gòu)。我們希望在將來，那些由于創(chuàng)傷或者癌癥而失去了耳朵或鼻子等器官的患者可以使用他們自己的細(xì)胞結(jié)合納米纖維素重建新組織。這中間生物材料是我們生物打印技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，而納米纖維素被我們選為生物材料，這是因?yàn)槠渖锵嗳菪浴⒘W(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能可以在三個(gè)維度上支持細(xì)胞的粘附和生長。”

作為一種新型生物材料，納米纖維素的各種特性，使其成為“生物墨水”的首選組成部分。比如其高保水能力以及在水中獨(dú)特的顆粒組裝能力，使得納米纖維素在會(huì)形成剪切稀化的凝膠，在打印過程中很容易凝膠，但是在沉積到一個(gè)表面時(shí)又會(huì)變成牢固的凝膠狀三維結(jié)構(gòu)。此外，納米纖維素在干燥后還能夠自組裝成為致密、光滑和強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)。研究還表明，納米纖維素對(duì)生長的細(xì)胞無毒性。

MRC 研究員Zita Jessop說：“我們選擇與API合作，是因?yàn)樗麄儶?dú)特的工藝能夠生產(chǎn)的各種不同粒徑、表面化學(xué)特性的納米纖維素產(chǎn)品，以滿足我們在技術(shù)開發(fā)時(shí)的大量需求。另外，我們在具體的應(yīng)用當(dāng)中也要借助他們在處理和加工這種獨(dú)特材料的專業(yè)能力。”

ReconRegen博士后研究員Ayesha Al-Sabah說：“我們在試用納米纖維素生物墨水時(shí)獲得的結(jié)果很清楚，它的流變性能非常適合基于噴嘴的3D生物打印技術(shù)。”

目前API已經(jīng)將自身定位為納米纖維素知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，該公司在該領(lǐng)域已經(jīng)申請(qǐng)了超過100項(xiàng)專利，其中4項(xiàng)已經(jīng)在美國得到批準(zhǔn)。該公司的主要產(chǎn)品就是其 BioPlus品牌的納米纖維素材料。

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