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3D生物打印让人体半月板“重生” 已进入动物临床试验阶段

来源:苏州日报
摘要:3D生物打印完成的人体半月板支架。模拟体内环境搭建三维“支架”,然后把干细胞注入其中,经过培育就能生成一块人体“半月板”。目前,该项技术已进入动物临床试验阶段用高压电把水溶材料拉成比头发还细的丝,喷射在一个小小的托盘上,经过10小时“打印”,就能搭出一个模拟......

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3D生物打印完成的人体半月板支架。

模拟体内环境搭建三维“支架”,然后把干细胞注入其中,经过培育就 能生成一块人体“半月板”。目前,该项技术已进入动物临床试验阶段

用高压电把水溶材料拉成比头发还细的丝,喷射在一个小小的托盘上,经过10小时“打印”,就能搭出一个模拟体内环境的“支架”。把干细胞注入其中,经过一段时间的培育就能生成一块“半月板”,将它置入人体后“支架”自然分解,不会产生排异反应。记者日前来到新加坡国立大学苏州研究院的3D 生物打印实验室,看到了这款在亚洲技术领先的3D生物打印平台,目前该平台已成功“打印”出了人体半月板支架,并开始进入动物临床试验阶段。

“人体半月板是膝盖中的重要软骨,一旦损伤不可修复,只能手术摘除,会严重影响人的运动能力。我们实验室的研究项目可打印半月板支架,将人的活体细胞在半月板支架培育,等基本成熟后植入人体病损部位,以达到通过3D生物打印再生重建半月板的效果。”新加坡国立大学苏州研究院3D 生物打印实验室首席科学家傅盈西告诉记者,3D生物打印技术是利用生物墨水(包括活体细胞等),针对医学需求进行3D 建模,层层“打印”生物支架,然后将干细胞注入其中培育。由于细胞取自人体,“支架”又能自然分解,因此不会产生排异反应。此技术涉及再生医学、生命科学、材料学、机械、制造等多个学科技术。

记者在该实验室看到,科研人员打开3D生物打印平台,灌入冰乙酸和PCL材料的溶解物,在高压电作用下喷射出丝状液体,通过三维建模程序,10多分钟后,“支架”的底部一层就已经搭好了,而整个“支架”需要10个小时才能完成。这台打印平台拥有独特双喷头设计,可以一边打印“支架”一边注射人体干细胞。由于“支架”孔隙率模拟人体微环境,因此细胞很容易附着,透气性好,培育的成功率十分高。

“我们核心技术之一就在于液体浓度、注射速率等重要参数,掌握不好就前功尽弃。此外,我们设计的专门用于注射干细胞的喷头拥有专利,喷头的孔径不能太大,不然细胞就会堆积,太小就喷射不出。”傅盈西介绍,3D生物打印技术除了在器官再造、器官移植领域有广泛应用外,还将对药物开发产生深远影响。

傅盈西说,假设甲乙二人都被诊断为肺癌,二者的病因可能不同,因此药物疗效很可能不同。“通过我们的3D生物打印技术,可以有效解决这个难题,”傅盈西解释道,“我们将患者的病变组织通过3D生物打印进行体外再造,将不同配比的药物作用于这些病变组织,按照测试结果选择出最合适的药物种类和最佳剂量方案,为不同病人量身设计出最适合母体的治疗方案。”

创新者说

把握中新创新合作新机遇

□许国勤(新加坡国立大学苏州研究院院长、教授)

中新双方合作建设新加坡国立大学苏州研究院,已成为沟通两国科研、教育、产业化的平台和桥梁。我们从新加坡来到苏州,围绕地方核心产业,重点在“纳米材料、新能源及环境科技、生物医学、先进电子器件、软件工程、农业与食品科技”六个领域建立了30余个科研项目。我们的研究偏产业化方向,也是地方产业升级所需的。我们努力创造舒适的孵化环境,将前沿科技成果孵化成初创公司及相应的产品,切实做到以科技引领产业化发展。

我们的孵化特色是将新加坡国立大学成熟的国际知识转移服务体系复制到苏州,在园区建设一个适合国际科技成果转化的生态软环境,以推动园区创新能力提升和转型升级。经过过去三年的努力,我们已孵化国际科技背景的企业20家,并帮助3家企业获得千万级别的融资。

我们的另一个特色是科研与企业孵化紧密结合,我们投资一亿多元建设了十余个实验室。这些实验室及公共平台大部分向我们孵化的高科技创新企业开放。这些企业在研发方面都有较高需求,通过使用我们的实验设施,可大大节省他们在硬件建设方面的时间投入和财力支出,这对起步阶段的高科技企业来说帮助很大。

我们还搭建了国际技术转化平台,致力于将新加坡、美国、欧洲等世界著名大学、科研机构的技术成果引进来,分享给有技术升级需求的中国大型企业。在这方面,新国大具备成熟的国际技术转化经验,曾成功与美国通用、惠普、强生等世界知名公司进行过技术转化合作。我们将国际先进的技术转化经验带到苏州,希望通过此平台让中国企业有更多机会与国际前沿科技成果近距离交流、合作,提升其产品的科技竞争力。

区域创新点读

打造国际科技合作示范区

近年来,苏州工业园区依托中外院校、科研院所及各类载体资源优势,实现“官产学研资介”的良性互动,形成了校地、校企、院地、院企多方合作机制,已基本形成包含科研院所、技术转移机构和企业研发机构在内的完整创新研发体系。目前,园区已集聚了以中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所为龙头,包括国家企业技术中心、国家工程研究中心在内的51家国家级研发机构,外资企业建立研发机构224家,大中型工业企业建立研发机构253家,并建成6家国家以及省市级技术转移机构。

未来,园区将进一步完善国际化创新协同平台建设,促进内外资创新融合,积极融入全球创新网络。坚持“引进来”和“走出去”相结合,探索消化吸收再创新有效途径,支持本土科技企业与跨国公司开展多形式的创新合作。探索以国际化为特色的开放创新机制,建设“中国—新加坡苏州创新中心”,引进国际创新资源,打造国际科技合作示范区。以制度创新推动创新文化发展,建立创新创业的信用机制,构筑企业、人才之间互动、合作、沟通的交流平台,倡导“鼓励创新、宽容失败”的创新文化,形成有利于优秀企业、院所及人才集聚的良好创新生态圈。

作者: 2015-6-26
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