柔性機(jī)器人創(chuàng)建體內(nèi)3D生物打印

科技日報北京2月28日電 （記者劉霞）澳大利亞工程師開發(fā)了一種微型柔性軟體機(jī)器人手臂，可將生物材料直接3D打印到人體器官上。未來醫(yī)生們有望通過小的皮膚切口或天然小孔，將該設(shè)備送入人體內(nèi)難以觸及的區(qū)域，以加速疾病的治愈。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《先進(jìn)材料》雜志。

3D生物打印通常需要使用大型3D打印機(jī)，在活體外打印出細(xì)胞結(jié)構(gòu)。在最新研究中，新南威爾士大學(xué)醫(yī)學(xué)機(jī)器人實驗室團(tuán)隊研制出一種微型柔性3D生物打印機(jī)，它能像內(nèi)窺鏡一樣插入人體內(nèi)，并將多層生物材料直接輸送到內(nèi)部器官和組織的表面。

該概念驗證設(shè)備名為F3DB，有一個非常靈活的旋轉(zhuǎn)頭和與之相連的一個長而靈活的蛇形機(jī)械臂，所有這些都可以在外部控制。研究團(tuán)隊在人造結(jié)腸內(nèi)測試了這一設(shè)備，并在豬腎臟表面3D打印出了各種不同形狀的材料。

研究人員表示，現(xiàn)有3D生物打印技術(shù)需要在體外制作生物材料再將其植入體內(nèi)，這會增加感染風(fēng)險，而新柔性3D生物打印機(jī)可通過微創(chuàng)方法將生物材料直接輸送到目標(biāo)組織或器官中。

團(tuán)隊生產(chǎn)出的最小F3DB原型的直徑與內(nèi)窺鏡相當(dāng)（約11-13微米），足以插入人體胃腸道，而且這一設(shè)備還能再縮小規(guī)模。該系統(tǒng)已獲得專利，下一階段是在活體動物上進(jìn)行測試，以證明其實際用途。研究人員還計劃實施其他功能，例如集成攝像頭和實時掃描系統(tǒng)，以重建體內(nèi)運動組織的3D斷層掃描。

【總編輯圈點】

3D生物打印，以計算機(jī)三維模型為“圖紙”，配以“生物墨水”，最終制造出人造器官和生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品。通常來說，產(chǎn)品需要用相應(yīng)機(jī)器“打印”定制，然后通過某種方式植入生物體內(nèi)。本文介紹了一種新思路，微型的柔性3D生物打印機(jī)可以將生物材料輸送至目標(biāo)位置，直接將特定的結(jié)構(gòu)打印在需要的地方，降低了感染風(fēng)險。目前，該產(chǎn)品在人造結(jié)腸內(nèi)進(jìn)行了測試，之后，它還需要繼續(xù)爬坡過坎，看看在活體動物體內(nèi)的安全性和可靠性。