近幾年來，3D打印技術(shù)的問世以及普及，給科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們的日常生活帶來了前所未有的便利。在生物醫(yī)學(xué)研究與臨床治療領(lǐng)域，3D打印技術(shù)的貢獻(xiàn)也是功不可沒，下面小編就對(duì)這一領(lǐng)域的最新進(jìn)展做一下盤點(diǎn)。
1. Circulation Res：重磅！3D打印補(bǔ)丁或有望修復(fù)心臟病患者受損的心臟
近日，發(fā)表在國際雜志Circulation Research上的一篇研究報(bào)告中，來自明尼蘇達(dá)大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究開發(fā)出了一種具有革命性的3D生物打印補(bǔ)丁，其能夠幫助修復(fù)心臟病發(fā)作后患者的出現(xiàn)疤痕的心臟組織，該研究對(duì)于后效治療心臟病發(fā)作患者機(jī)體的組織損傷非常關(guān)鍵。
據(jù)美國心臟協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，心臟病是引發(fā)美國人死亡的頭號(hào)兇手，其每年會(huì)引發(fā)超過36萬人死亡；在心臟病發(fā)作期間，患者機(jī)體的血流往往不會(huì)泵入到心臟肌肉中，從而就會(huì)引發(fā)心臟細(xì)胞死亡；我們的機(jī)體無法替換掉這些心肌細(xì)胞，因此機(jī)體的心臟中就會(huì)形成疤痕組織，從而就會(huì)使得患者處于心臟功能受損以及未來暴發(fā)心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)之中。
這項(xiàng)研究中，研究人員利用基于激光的3D生物打印技術(shù)將衍生自成體心臟細(xì)胞的干細(xì)胞摻入到了一種特殊支架中，這種干細(xì)胞就能夠在特殊支架生長，并且在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿中還可以實(shí)現(xiàn)同步跳動(dòng)。當(dāng)將細(xì)胞補(bǔ)丁置于模仿心臟病發(fā)作的小鼠模型機(jī)體中時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)在接下來四周時(shí)間里小鼠機(jī)體的心臟功能發(fā)生了明顯的增加，由于這種補(bǔ)丁是由心臟中土生土長的結(jié)構(gòu)蛋白和細(xì)胞組成，其會(huì)轉(zhuǎn)變成為心臟中的一部分并且被機(jī)體所吸收，這樣就可以讓患者免于手術(shù)了。
研究者Brenda Ogle說道，這是治療心臟病的一項(xiàng)巨大突破，未來我們或許應(yīng)該擴(kuò)展到對(duì)大型動(dòng)物的心臟進(jìn)行修復(fù)，比如人類。這項(xiàng)研究不同于此前研究的一點(diǎn)就在于研究者能夠根據(jù)原始心臟組織的數(shù)字三維結(jié)構(gòu)蛋白開發(fā)出這種補(bǔ)丁，這種數(shù)字模型能夠通過3D打印技術(shù)制造出心臟天然的物理結(jié)構(gòu)，未來或有望對(duì)衍生自干細(xì)胞的心臟細(xì)胞類型進(jìn)行整合，僅利用3D打印技術(shù)，研究人員就能夠達(dá)到一微米的分辨率來模擬原始心臟組織的結(jié)構(gòu)。
研究者非常驚訝這種3D補(bǔ)丁能夠讓心臟組織具有復(fù)雜性，他們也能夠觀察到支架中排列整齊的細(xì)胞，以及跨越補(bǔ)丁結(jié)構(gòu)的持續(xù)電信號(hào)波。最后Ogle說道，下一步他們還將通過更為深入的研究來開發(fā)在豬心臟中進(jìn)行檢測的大型補(bǔ)丁，而豬的心臟和人類心臟在尺寸上非常相似。
2. J Neurointerv Surg：顱內(nèi)動(dòng)脈的3D打印模型推動(dòng)高分辨MRI的進(jìn)步
來自南卡羅琳娜醫(yī)科大學(xué)的中風(fēng)神經(jīng)學(xué)家們與與來自麻省理工學(xué)院的生物工程師合作完成了一個(gè)顱內(nèi)狹窄動(dòng)脈的3D仿真模型。這一模型可以被用于規(guī)范高分辨MRI掃描的診斷方法。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近的《Journal of NeuroInterventional Surgery》雜志上。
高分辨的血管壁MRI技術(shù)主要用于研究腦血管中的斑塊成分，對(duì)于顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化的病理分析具有重要的作用。然而，由于高分辨MRI的操作流程一直以來不夠規(guī)范，使得不同診療單位之間無法共享數(shù)據(jù)。因此該技術(shù)沒有得到長足的發(fā)展。
為了解決這一問題，來自南卡羅琳娜醫(yī)科大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家Turan與來自麻省理工學(xué)院的生物工程師們合作設(shè)計(jì)了一款顱內(nèi)動(dòng)脈仿真血管模型。該模型能夠逼真地反映顱內(nèi)動(dòng)脈的狹窄狀態(tài)以及內(nèi)部存在的斑塊結(jié)構(gòu)。目前，該模型正在各大研究所廣泛研究，并將用于建立標(biāo)準(zhǔn)化的MRI診療方法。文章中的成像試驗(yàn)結(jié)果分別來自于6項(xiàng)美國境內(nèi)的醫(yī)學(xué)試驗(yàn)以及兩組來自于中國的醫(yī)學(xué)試驗(yàn)。
精細(xì)的“操作平臺(tái)”是建立高分辨MRI成像技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)流程的重要前提條件。然而，要想完成這一平臺(tái)的設(shè)計(jì)需要若干年的時(shí)間。對(duì)于研究者們來說，下一個(gè)重點(diǎn)研究的問題是在不同的生產(chǎn)廠商出品的MRI儀器之間建立能夠相互識(shí)別的網(wǎng)絡(luò)。
中國是該“平臺(tái)”的共享地之一，同時(shí)也是顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化高發(fā)的國家之一。Turan正在與協(xié)和醫(yī)學(xué)院的研究者們建立合作，利用更多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)完善這一基于3D模型建立的平臺(tái)?！爸挥屑訌?qiáng)合作，才能夠更快地取得進(jìn)展，而這一平臺(tái)為我們的合作提供了有利的工具”，Turan說道。
