有學(xué)者曾在《世界科技研究與發(fā)展》發(fā)表論文，分析顯示：全球發(fā)文量總體呈逐年上升的趨勢(shì)，研究熱點(diǎn)集中在支架和組織工程方向。其中，中國(guó)的發(fā)文量排名第二，上海交通大學(xué)是國(guó)內(nèi)發(fā)文量最多的機(jī)構(gòu)。

全球發(fā)文量前10位研究機(jī)構(gòu)（圖片來源于《世界科技研究與發(fā)展》）

工程化生物人工組織在醫(yī)學(xué)上有著廣泛應(yīng)用。這些組織不僅可以用于了解疾病的形成和進(jìn)展，還可以用于開發(fā)生物替代品來修復(fù)或替換受損器官。此外，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的組織也可用于開發(fā)人源化體外模型，以驗(yàn)證藥物的安全性和有效性。生物打印結(jié)合了增材制造和組織工程來生成功能性組織和器官。

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TCT Asia 2023

時(shí)間與地點(diǎn)

9月12日 09:00 - 17:30

9月13日 09:00 - 17:30

9月14日 09:00 - 15:00

國(guó)家會(huì)展中心（上海）4.1館

前不久，新南威爾士大學(xué)悉尼分校展示了一種可以在體內(nèi)進(jìn)行生物打印的突破性柔性機(jī)器人，最近媒體又報(bào)道了他們的新突破。悉尼大學(xué)和悉尼科技大學(xué) (UTS) 的科學(xué)家們正在通過人工生物打印領(lǐng)域的開創(chuàng)性研究和開發(fā)，為醫(yī)學(xué)科學(xué)的未來奠定基礎(chǔ)，這有可能在未來幾十年徹底改變器官移植。

仿真器官

在一項(xiàng)關(guān)鍵性突破中，悉尼大學(xué)的科學(xué)家在培養(yǎng)皿中生物打印了迷你肺來測(cè)試藥物，這有可能取代動(dòng)物測(cè)試。在Wojciech Chrzanowski教授（悉尼藥學(xué)院的納米醫(yī)學(xué)研究員兼學(xué)者）和Huyen Phan（韋斯特米德醫(yī)學(xué)研究所的博士后研究員）的帶領(lǐng)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)室制造的肺（稱為類器官或迷你器官）進(jìn)行了研究，并將其作為生物醫(yī)學(xué)研究的試驗(yàn)場(chǎng)。

顯微鏡下的肺類器官模型左：患病 右：健康（圖片由Phan等人提供）

這項(xiàng)研究發(fā)表在《生物材料研究》（Biomaterials Research）雜志上，Chrzanowski在評(píng)論該研究時(shí)說：我們決定建立兩種不同的肺部模型，一種是模擬一期臨床試驗(yàn)：通過一個(gè)健康的肺來研究新藥的安全性；另一個(gè)模擬二期試驗(yàn)：在我們的病例中，患病的肺反映了慢性阻塞性肺病，使我們能夠研究藥物的治療效果與優(yōu)勢(shì)。

Chrzanowski教授解釋說，論文中描述的模型比傳統(tǒng)模型更準(zhǔn)確，它們?cè)谀M人肺環(huán)境條件方面的能力是獨(dú)一無二的。為了模擬肺部模型，該團(tuán)隊(duì)直接從患者身上獲取細(xì)胞，然后按照它們存在于體內(nèi)時(shí)的方式分層構(gòu)建它們。

Wojciech Chrzanowski教授。（圖片由悉尼大學(xué)提供）

這些肺模型的開發(fā)使澳大利亞走在了微型器官研究的前沿，Chrzanowski教授一直呼吁建立一個(gè)國(guó)家醫(yī)學(xué)研究中心來替代動(dòng)物試驗(yàn)方法。澳大利亞是首批禁止對(duì)動(dòng)物進(jìn)行美容測(cè)試的國(guó)家之一。早在1997年，該國(guó)政府就為化妝品行業(yè)引入了一項(xiàng)自愿性行為準(zhǔn)則，鼓勵(lì)公司使用替代測(cè)試方法來代替動(dòng)物測(cè)試。而后在2017年通過了一項(xiàng)法律，禁止將動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)用于化妝品，以及禁止銷售經(jīng)過動(dòng)物試驗(yàn)的化妝品。

生物打印補(bǔ)片（二）

悉尼科技大學(xué)最近的一項(xiàng)突破性研究也轟動(dòng)了澳大利亞學(xué)術(shù)界，這項(xiàng)研究證明了生物工程心臟組織可以安全有效地幫助患者從心臟病發(fā)作造成的損傷中恢復(fù)過來。該技術(shù)可以創(chuàng)建由患者自身干細(xì)胞制成的個(gè)性化生物墨水，然后用于3D打印心臟組織以修復(fù)由心力衰竭引起的壞死組織區(qū)域。

心臟病學(xué)研究先驅(qū)Carmine Gentile教授領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)臨床前研究——使用小鼠作為動(dòng)物模型——以幫助更好地了解生物工程心臟組織在移植后如何在體內(nèi)發(fā)揮作用。

UTS心血管再生小組負(fù)責(zé)人Gentile教授表示：“我們的研究表明，生物工程補(bǔ)片是治療心力衰竭的最佳和最有效的方法——用其他方法生成的補(bǔ)片要么沒有引起任何改善，要么改善不一致。我們的生物工程補(bǔ)片有望為患者提供更安全、更一致且更具成本效益的補(bǔ)片?！?/p>

Bioniks過去常常使用3D打印心臟組織

來修復(fù)心臟病發(fā)作引起的壞死組織區(qū)域。（圖片由Leo Herson提供）

這些3D打印的人體組織結(jié)構(gòu)采用了一種新穎的混合生物打印方法，將活細(xì)胞和生物材料結(jié)合起來，創(chuàng)造出功能性組織。用Cellink（BICO的子公司）的BIO X氣動(dòng)擠壓3D生物打印機(jī)，和由心臟細(xì)胞與AlgGel（一種由海藻酸鹽和明膠組成的混合材料）混合而成的生物墨水打印，通過外科手術(shù)將補(bǔ)片移植到小鼠心臟的心外膜表面。

這項(xiàng)名為“含有心臟球體的3D生物打印藻酸鹽明膠水凝膠補(bǔ)片可在心肌梗塞小鼠模型中恢復(fù)心臟功能”的研究得出結(jié)論，當(dāng)移植到小鼠心臟的最外層時(shí)，具有未改變心臟球體的3D生物打印水凝膠補(bǔ)片可以改善心臟功能。

Gentile教授說明道：“因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)將使患者能夠使用他們自己的干細(xì)胞來創(chuàng)建心臟補(bǔ)片，他們不僅可以潛在地顯著減少心臟移植的創(chuàng)傷和成本，還可以避免身體排斥供體組織等障礙?！?/p>

在開始臨床試驗(yàn)之前，研究人員已經(jīng)開始對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的長(zhǎng)期影響進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試。

近年來，不僅在學(xué)術(shù)界，工業(yè)界對(duì)3D生物打印的興趣也越來越濃厚。2014年至2015年間，眾多生物3D打印公司進(jìn)入市場(chǎng)，新的初創(chuàng)企業(yè)不斷涌現(xiàn)。生物3D打印可能成為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域組織生物制造的新標(biāo)準(zhǔn)；許多生物3D打印機(jī)制造商已經(jīng)開始將他們?cè)谘芯炕蚱渌麑I(yè)領(lǐng)域的建議和服務(wù)商業(yè)化。這些公司大多銷售材料（生物墨水和細(xì)胞）、生物3D打印設(shè)備和提供咨詢服務(wù)。

3D Systems（展位號(hào)：H87）是傳統(tǒng)增材制造行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者之一，該公司也通過生物打印硬件（通過收購(gòu)Allevi）、生物墨水（與 collPlant 合作）和應(yīng)用（主要是肺組織，與 United Therapeutics合作）進(jìn)入市場(chǎng)。

在生物打印領(lǐng)域，TCT亞洲展曾邀請(qǐng)CellX出席TCT科技講臺(tái)，分享該公司應(yīng)用3D打印技術(shù)在細(xì)胞農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的探索。

CellX出席2022年科技講臺(tái)

今年，主辦方特邀上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院骨科主任醫(yī)師 王金武 教授團(tuán)隊(duì)參與亞洲峰會(huì)醫(yī)療健康論壇，舉辦生物打印器械技術(shù)前沿與臨床轉(zhuǎn)化研討會(huì)。屆時(shí)將邀請(qǐng)臨床醫(yī)生、器械檢測(cè)審評(píng)、行業(yè)調(diào)研投資專家等，為現(xiàn)場(chǎng)觀眾分享生物打印與臨床轉(zhuǎn)化的應(yīng)用研究與知識(shí)。

王金武教授曾在接受TCT訪談時(shí)談到：“生物3D打印在創(chuàng)造具有生理結(jié)構(gòu)功能并能自我修復(fù)的組織器官方面，已經(jīng)成為了一個(gè)極富有臨床轉(zhuǎn)化前景的技術(shù)。得益于生物3D打印，目前我們可以通過3D打印的類器官進(jìn)行高通量的藥物篩選。例如將腫瘤患者腫瘤細(xì)胞打印成多個(gè)同樣的腫瘤小單元，從而篩選出治療該腫瘤患者最有效的個(gè)性化藥物?！?/p>

在科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，王金武教授團(tuán)隊(duì)還利用生物3D打印與機(jī)器人的技術(shù)結(jié)合研發(fā)了生物3D打印機(jī)器人，為將來生物3D打印進(jìn)入臨床骨關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)微創(chuàng)治療領(lǐng)域做好了試驗(yàn)研究方面的準(zhǔn)備。

9月14日 09:00 - 15:00

國(guó)家會(huì)展中心（上海）4.1館