3D打印活体心脏组织实现药物测试革命!加拿大团队开发个性化医疗新方案
AM易道评论:该项目展示了生物3D打印技术在药物开发和个性化医疗中的巨大潜力。通过3D打印活体心脏组织,研究人员能够更准确地预测药物效果,减少动物试验的需求,并加速临床试验进程。对于3D打印行业而言,这表明定制化生物打印机和专用生物墨水市场存在重要机遇。企业应关注高精度生物打印技术的研发,以及与医疗机构的合作,以推动再生医学的创新发展。此外,该项目凸显了多学科合作的重要性,工程师和生物学家的协同创新是突破技术瓶颈的关键。
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在圣保罗医院心肺创新中心(HLI),Zachary Laksman博士及其团队开发出突破性技术,成功使用定制3D打印机生物打印出活体心脏组织。
这项历时三年的研究项目由Laksman博士、博士生Hattie Luo和工程专业学生Ardin Sacayanan共同完成,实现了生物学与工程学的完美融合。
研究人员通过将患者血细胞重编程为干细胞,并将其分化为心脏细胞,现在能够以前所未有的精度打印出功能性心脏组织。
由于商用生物打印机无法满足实验室的特殊需求,Sacayanan专门构建了一套定制化3D打印系统,而Luo则优化了细胞质量和分化过程。
团队还开发了心脏特异性生物墨水——一种在打印过程中保护活细胞的细胞负载混合物。
在Genome Canada和Genome BC的支持下,研究小组正与Axolotl Bioscience合作,为全球科研机构开发下一代心脏生物墨水。
每个打印的心脏组织仅有几厘米大小,可用于"高通量筛选",同时测试多种药物的效果。
由于这些组织与供体基因完全相同,这种方法能够实现真正的个性化医疗,并为动物测试提供了强有力的替代方案。
Laksman博士表示:"我们可以替代早期临床试验,从而更快地将更安全、更有效的药物推向市场。"
Luo目前正在开发围产期心肌病模型,而实验室继续致力于提高组织复杂性,以更好地模拟心脏的细胞多样性。
研究团队面临的关键挑战包括打印整个器官所需的功能性血管和微观精度。
在Laksman实验室附近,Yuan博士正在进行血管生物制造研究,致力于实现"打印血管化心脏组织"的目标。
当前的3D打印机还缺乏复制最细毛细血管的分辨率,但研究进展稳定。
Laksman博士强调:"3D打印组织的想法是当今再生医学领域最令人兴奋的领域之一。"
除了心脏组织,HLI科学家Emmanuel Osei博士已经成功创建了生物打印的肺部模型,进一步证明了这项技术在改变再生医学和个性化医疗方面的巨大潜力。



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