細看3D列印技術如何推動現代醫學的進步

OFweek醫療網訊 近幾年來，3D列印技術的問世以及普及，給科學技術的發展以及人們的日常生活帶來了前所未有的便利。在生物醫學研究與臨床治療領域，3D列印技術的貢獻也是功不可沒，下面小編就對這一領域的最新進展做一下盤點。

1. Circulation Res：重磅！3D列印補丁或有望修復心臟病患者受損的心臟

近日，發表在國際雜誌Circulation Research上的一篇研究報告中，來自明尼蘇達大學等機構的研究人員通過研究開發出了一種具有革命性的3D生物列印補丁，其能夠幫助修復心臟病發作後患者的出現疤痕的心臟組織，該研究對於後效治療心臟病發作患者機體的組織損傷非常關鍵。

據美國心臟協會數據顯示，心臟病是引發美國人死亡的頭號兇手，其每年會引發超過36萬人死亡；在心臟病發作期間，患者機體的血流往往不會泵入到心臟肌肉中，從而就會引發心臟細胞死亡；我們的機體無法替換掉這些心肌細胞，因此機體的心臟中就會形成疤痕組織，從而就會使得患者處於心臟功能受損以及未來暴發心力衰竭的風險之中。

這項研究中，研究人員利用基於激光的3D生物列印技術將衍生自成體心臟細胞的幹細胞摻入到了一種特殊支架中，這種幹細胞就能夠在特殊支架生長，並且在實驗室的培養皿中還可以實現同步跳動。當將細胞補丁置於模仿心臟病發作的小鼠模型機體中時，研究者發現在接下來四周時間裡小鼠機體的心臟功能發生了明顯的增加，由於這種補丁是由心臟中土生土長的結構蛋白和細胞組成，其會轉變成為心臟中的一部分並且被機體所吸收，這樣就可以讓患者免於手術了。

研究者Brenda Ogle說道，這是治療心臟病的一項巨大突破，未來我們或許應該擴展到對大型動物的心臟進行修復，比如人類。這項研究不同於此前研究的一點就在於研究者能夠根據原始心臟組織的數字三維結構蛋白開發出這種補丁，這種數字模型能夠通過3D列印技術製造出心臟天然的物理結構，未來或有望對衍生自幹細胞的心臟細胞類型進行整合，僅利用3D列印技術，研究人員就能夠達到一微米的解析度來模擬原始心臟組織的結構。

研究者非常驚訝這種3D補丁能夠讓心臟組織具有複雜性，他們也能夠觀察到支架中排列整齊的細胞，以及跨越補丁結構的持續電信號波。最後Ogle說道，下一步他們還將通過更為深入的研究來開發在豬心臟中進行檢測的大型補丁，而豬的心臟和人類心臟在尺寸上非常相似。

2. J Neurointerv Surg：顱內動脈的3D列印模型推動高分辨MRI的進步

來自南卡羅琳娜醫科大學的中風神經學家們與與來自麻省理工學院的生物工程師合作完成了一個顱內狹窄動脈的3D模擬模型。這一模型可以被用於規範高分辨MRI掃描的診斷方法。相關結果發表在最近的《Journal of NeuroInterventional Surgery》雜誌上。

高分辨的血管壁MRI技術主要用於研究腦血管中的斑塊成分，對於顱內動脈粥樣硬化的病理分析具有重要的作用。然而，由於高分辨MRI的操作流程一直以來不夠規範，使得不同診療單位之間無法共享數據。因此該技術沒有得到長足的發展。

為了解決這一問題，來自南卡羅琳娜醫科大學的神經學家Turan與來自麻省理工學院的生物工程師們合作設計了一款顱內動脈模擬血管模型。該模型能夠逼真地反映顱內動脈的狹窄狀態以及內部存在的斑塊結構。目前，該模型正在各大研究所廣泛研究，並將用於建立標準化的MRI診療方法。文章中的成像試驗結果分別來自於6項美國境內的醫學試驗以及兩組來自於中國的醫學試驗。

精細的「操作平台」是建立高分辨MRI成像技術標準流程的重要前提條件。然而，要想完成這一平台的設計需要若干年的時間。對於研究者們來說，下一個重點研究的問題是在不同的生產廠商出品的MRI儀器之間建立能夠相互識別的網路。

中國是該「平台」的共享地之一，同時也是顱內動脈粥樣硬化高發的國家之一。Turan正在與協和醫學院的研究者們建立合作，利用更多的試驗數據完善這一基於3D模型建立的平台。「只有加強合作，才能夠更快地取得進展，而這一平台為我們的合作提供了有利的工具」，Turan說道。

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