代爾夫特理工大學(xué)的工程師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用基于擠壓的3D打印來制造由多孔鐵制成的臨時(shí)性骨植入物。就像鎂或鋅一樣,多孔鐵是可生物降解的,這意味著它具有巨大的潛力,可以作為臨時(shí)的骨替代物,隨著新的骨骼再生長而降解。通過重新吸收到體內(nèi),臨時(shí)植入物可減輕長期發(fā)炎的風(fēng)險(xiǎn),長期發(fā)炎通常與金屬(如鈦)制成的永久性骨植入物有關(guān)。
近期,為了克服以上構(gòu)建三維構(gòu)建血管網(wǎng)絡(luò)方法的缺點(diǎn),以明膠和GelMA作為3D打印的生物墨水,倫敦帝國理工學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所Molly M.Stevens團(tuán)隊(duì)在Advanced functional materials上發(fā)表題為“Void-Free 3D Bioprinting for In Situ Endothelialization and Micro?uidic Perfusion”的文章,如圖1A圖所示,研究者以溫敏的明膠基生物墨水作為可打印的犧牲模板,以可光交聯(lián)的GelMA作為填充細(xì)胞外基質(zhì)模板。37℃下,明膠自發(fā)溶解形成貫穿的血管網(wǎng)絡(luò)框架。
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一組研究人員開發(fā)了一種新的生物3D打印方法,該方法可以生成逼真的全尺寸人類心臟模型。科學(xué)家的懸浮水凝膠自由形式可逆嵌入技術(shù)(FRESH)涉及將環(huán)保型藻酸鹽聚合物擠出到定制的明膠容器中,利用他們新穎的方法,該團(tuán)隊(duì)旨在與外科醫(yī)生合作,為手術(shù)訓(xùn)練和預(yù)計(jì)劃應(yīng)用創(chuàng)建針對(duì)患者的臨床模型。
來自紐約克拉克森大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)了一種定制的生物墨水,并將其部署到了一系列與皮膚兼容的生物3D打印傳感器中。該團(tuán)隊(duì)的新穎墨水設(shè)計(jì)包括鈦納米顆粒,該納米顆粒一旦暴露于紫外線下,就會(huì)與有色染料發(fā)生光催化反應(yīng),從而使凝膠變色。利用他們的新混合物,科學(xué)家們能夠3D打印對(duì)皮膚友好的生物傳感器,從而使用戶能夠?qū)⒁驖撛谶^度暴露于太陽光線而造成的任何損害降至最低。
在美國,大約每50人中就有人因大腦動(dòng)脈壁弱化而導(dǎo)致的腦動(dòng)脈瘤,并且以血管膨大為特征,血管破裂會(huì)導(dǎo)致腦損傷,中風(fēng)甚至死亡。來自勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL),杜克大學(xué)和得克薩斯州A&M的一組研究人員一直在努力改善當(dāng)前的外科手術(shù)程序,并使它們更具患者特異性。這些科學(xué)家使用生物3D打印技術(shù)在人體外創(chuàng)建了第一個(gè)活體動(dòng)脈瘤,然后執(zhí)行了醫(yī)療程序,觀察它對(duì)治療的反應(yīng)并像真正的大腦一樣愈合。
為士兵配備的生物監(jiān)測設(shè)備看起來可能像是電影《賽博朋克2077》中的設(shè)備,但是美國陸軍使用3D打印技術(shù)將該技術(shù)快速推向了2020年。ARL開發(fā)了新穎的多功能生物傳感器,并且可以對(duì)士兵進(jìn)行生理跟蹤有可能使他們對(duì)實(shí)地局勢(shì)威脅有更深入的認(rèn)識(shí)。
來自中國四川大學(xué)和廈門大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)了3D打印的自粘繃帶,能夠提供神經(jīng)修復(fù)藥物。
由皇家墨爾本理工大學(xué)(RMIT University)領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法,可以將回收的食用油,塑料垃圾和農(nóng)業(yè)廢料轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)保的生物燃料。
來自美國加州大學(xué)的Ali Khademhosseini教授團(tuán)隊(duì)在Small雜志上發(fā)表了題目為“3D Bioprinting in Skeletal Muscle Tissue Engineering ”的綜述文章,簡述了骨骼肌的解剖結(jié)構(gòu)并從打印工藝、墨水配方及性能、生物3D打印技術(shù)在表面貼裝技術(shù)方面取得的進(jìn)展等角度概述了生物3D打印技術(shù)在骨骼肌組織工程中的應(yīng)用。
萊斯大學(xué)的研究人員使用人工智能(AI)來加快3D打印生物支架的開發(fā),以幫助傷口愈合。賴斯大學(xué)布朗工程學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Lydia Kavraki領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)使用了兩種機(jī)器學(xué)習(xí)方法來預(yù)測支架材料的質(zhì)量(給定打印參數(shù))。該研究發(fā)表在《組織工程》第A部分上,控制打印速度對(duì)于制造高質(zhì)量的植入物至關(guān)重要。
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