3D打印在生物工程领域的五大经典应用 你造吗?(2)
4.多器官药物筛选
3D生物打印证明了精确模型可以改善我们评估新药物的方式,例如生成由多种类型细胞组成的“类器官”,以及具有工程血管的肿瘤模型。此类措施可在多个器官中实时快速监测药物的相互作用,但可能需要多次迭代以实现这一目的,例如加入血管、连接器官模 型。
“随着新的高级生物打印技术的发展,制造生理相关的组织模型将成为今后十年里药物研发的重要工具,”滨州大学的IbrahimOzbolat和WeijiePeng及Jackson基因组医学实验室的DeryaUnutmaz说。“与其他3D生物制造和支持技术整合之后,在芯片上生物打印器官/人类模型和微阵列会大大降低新疗法在预临床试验中的淘汰率,并大大缩短新药的研发过程。”
生物打印组织模型以及微阵列在制药尤其是药物动力学、毒性和抗肿瘤试验等方面,是一项很有前景的技术。3D生物打印组织模型和药物用途的微阵列,不涉及较易泄露有价值的相关临床数据的安全性和伦理问题的限制。商业产品如生物打印微肝和-kidney阵列最近已引起了几家公司的兴趣。
5.插入式血管
生物工程组织内制造3D血管网络,对于移植后确保组织存活及精确复制人类形态是必要的。它专注于堆叠2D细胞层或生物打印3D网络,这使得高水平的空间控制得以进行。然而,制造具有血管网络的可直接与患者动脉或静脉相连的组织是一大挑战。
“目前,血管形成被认为是将组织工程大规模转换为临床应用的主要障碍之一。”麻省理工学院及哈佛大学的生物工程师JeroenRouwkema和AliKhademhosseini说,“显然,在工程组织内进行有效构图的方法,实现了对血管结构初始组织最高水平的控制。”
当谈及工程组织的血管网络,认识到质量比数量更重要的是尤其需要重视的。关键的不是组织中的给定体积的血管结构数量,而是通过血管网络灌注的血液量和该血液在组织体积中的分布。因此,血管网的良好组织与成熟才是重要的。在研究中,如果血管生成受到过度刺激会导致血管数量过多,示踪剂灌注实验表明,这样的血管灌注效果是很差的。
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