新南威爾士大學(xué)(UNSW)工程師的工作進(jìn)一步拓展了3D生物打印的潛力。他們開發(fā)了一種可以直接打印給人們的軟件操作器。體內(nèi)器官和組織系。近年來，3D打印技術(shù)已被用于創(chuàng)建活細(xì)胞(生物匯)的集合藥物生物材料已經(jīng)出現(xiàn)，通過制造例如心臟或胃腸補(bǔ)片來治療一系列疾病。

　　目前生物打印主要用于研發(fā)新藥。它需要使用大型3D打印機(jī)創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)，然后通過手術(shù)植入。體內(nèi)這有其自身的風(fēng)險(xiǎn)，包括組織損傷和感染的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)樯锊牧贤ǔＪ侨彳浺姿榈慕Y(jié)構(gòu)，在植入過程中可能會被人為損壞。

　　使用外部創(chuàng)建的3D構(gòu)造的另一個(gè)常見挑戰(zhàn)是在構(gòu)造和其植入的組織表面之間可能存在不匹配。將生物材料直接植入目標(biāo)組織提供了一個(gè)有希望的解決方案。

　　新南威爾士大學(xué)的工程師開發(fā)了一種微型、靈活的軟件機(jī)械手，可以像內(nèi)窺鏡一樣插入。體內(nèi)將生物材料直接輸送到器官和組織的表面。

　　這個(gè)概念驗(yàn)證設(shè)備名為F3DB，由外部控制，包括一個(gè)長而靈活的機(jī)械臂，其末端有一個(gè)高度可操作的旋轉(zhuǎn)頭，通過一個(gè)微型多方向噴嘴“打印”生物墨水。

　　這項(xiàng)研究的通訊記者Thanh Ngo Do博士說:“現(xiàn)有的3D生物打印技術(shù)需要在體外制造生物材料，然后植入人體。體內(nèi)通常需要大的開放手術(shù)，這增加了感染的風(fēng)險(xiǎn)。我們靈活的3D生物打印機(jī)意味著生物材料可以以微創(chuàng)的方式直接輸送到目標(biāo)組織或器官。由于其靈活的身體，該原型可以通過封閉和不可到達(dá)的區(qū)域打印多層生物材料和不同的尺寸和形狀。"

　　一旦F3DB在一個(gè)區(qū)域完成打印，它可以被引導(dǎo)到另一個(gè)地方重新開始打印過程。這意味著該設(shè)備可以用來打印大面積的生物材料，包括結(jié)腸、胃、心臟、膀胱等器官的整個(gè)表面，這是目前的生物打印設(shè)備無法做到的。

　　工程師在體外平面和曲面上測試了F3DB，包括在人工結(jié)腸和豬腎表面，使用巧克力、復(fù)合凝膠和生物材料精確打印出不同的形狀。

　　重要的是，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞不受打印過程的影響，大多數(shù)細(xì)胞在打印后仍然活著。

　　除了打印生物材料，該設(shè)備還像普通的內(nèi)窺鏡設(shè)備一樣工作，使用水柱來清潔結(jié)構(gòu)，標(biāo)記病變和解剖組織。

　　該研究的主要作者M(jìn)ai Thanh Thai說:“與現(xiàn)有的內(nèi)窺鏡手術(shù)工具相比，開發(fā)的F3DB被設(shè)計(jì)為一種一體化的內(nèi)窺鏡工具，它避免了使用通常與更長的手術(shù)時(shí)間和感染風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的可更換工具。”

　　目前還沒有商用設(shè)備可以在內(nèi)部組織器官上打印。F3DB背后的團(tuán)隊(duì)表示，隨著進(jìn)一步的開發(fā)，該設(shè)備應(yīng)該可以在五到七年內(nèi)提供給醫(yī)療專業(yè)人員。

　　這項(xiàng)研究發(fā)表在《高級科學(xué)》雜志上。