亮点三:生物打印高端设备问世
3D打印超微型针头横空出世!
2015年10月1日,来自Akron大学和Texas大学的科学家们宣布,他们开发出了一种开创性的技术,该技术可用于生产3D打印的微针头。这种针头的长度不超过1毫米,使用生物材料制成,能够无痛地将药物传递到患者体内。它们可以用来治疗多种疾病,包括皮肤癌等,并有助于减少与注射相关的问题,比如晕针等。
这种全新的3D打印微针头则提供了一个非常有前景的解决方案,并可能最终完全绕开可能诱发痛苦、恐惧的药物注射。根据科学家们的研究报告 ,这种经皮肤给药的药物传递系统的好处包括患者更加配合、能够控制药物释放等,当然还包括患者的无痛体验。科学家们预计这种微针头可用于传送像疫苗、胰岛素和甚至阿司匹林等生物医药制剂。
在这项研究中,研究人员报告说他们为这种新设备制造了一种载药阵列,可以实现化疗药物的透皮给药。上述载药阵列由25根聚富马酸二羟丙酯(PPF)微针组成,该针头的尖端和基部直径分别为20微米和200微米,针头长度为1毫米。为了制造出这样的针头阵列,研究人员采用了微立体光刻(microstereolithography)技术。
然而,即使使用这种已经相当成熟的微技术,整个3D打印过程也绝非易事。据该论文作者Jae-Won Choi介绍说,这些生物材料中包含了一些不可打印的溶剂和药物。为了解决这个问题,研究人员将达卡巴嗪(dacarbazine,一种抗肿瘤化疗药物,通常用于治疗皮肤癌)在进行交联(该3D打印过程的最后一部分)之间混入溶液。此后,经过测试,证明了这些微针头能够承受被插入病人皮肤之后可能产生的压力和应力。
虽然还需要进一步研究,但是毫无疑问,无论对于患者还是医生来说,这都是一种很有前景的技术,并且可望在未来5到10年内引进医院。
双注射3D打印头 生物医学的大革命
作为与人类健康关系密切的前沿领域,生物3D打印技术近年来的发展可谓极其迅猛,几乎每隔一段不长的时间,新的技术就会破茧而出。最近,阿根廷拉普拉塔国立大学的研究中心又在这方面取得了一项新的进展-他们开发出了一种特制的3D打印头,能够同时控制两个注射器,从而让医生依照具体的几何形态打印出生物高聚物,并以一种全新的方式将它们结合起来。
据了解,打印头原型是Katz使用一台RepRap 3D打印机设计、制造和修改的,其中的每一台挤出机都安装有一个马达,一个固定支架和一个活动支架。当马达转动时,内部的结构就会上下运动,控制注射器的活塞将其中装有的液体材料挤出。
在之后的实际测试中,研究者们选用了液体海藻酸钠和钙进行了实验,最后的结果非常好:在打印台表面相互接触时,两种物质便随即固化成了可以实现层层堆积式打印的凝胶状态,而这正是他们希望看到的。除了这项测试,该系统还成功打印出了一种可改变心脏跳动程度的凝胶性药物。
作为一种简单易用的生物打印工具,这种双注射型3D打印头有助于在天然及人工聚合物等非常规材料领域,以及与生物材料、细胞材料和混合系统的结合中实现创新。赢得奖项之后,Katz和他的团队计划继续研究,提高系统在温度、精度和杀菌方面的能力,再将其投入到实际应用中。目前,这一项目已经获得了阿根廷政府的大力资助,有望于近期内取得更大的进展。
结语:生物科学神秘莫测,而3D打印技术与生物科技的相融性也是早些时间人们所没有预料到的。我们相信,作为新一代的高端科技,3D打印与生物学相互结合,才能发挥更大的价值,才能真正擦出新的科技"火花"!