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[ 3.d ]生物3d打印,是福音还是隐患?

来源:http://www.baidu.com/ 编辑:admin 时间:2018/08/08

编者按 据福布斯报道.com,未来生物医学技术将是推动整个行业发展的关键,而生物医学3d打印技术将引领行业升级,成为重中之重。 但是,任何技术都有两面性,生物装置3d打印,是福音还是隐患? 1. 生物3d打印技术 近日,Xi西安西京医院成功实施了首例三维打印人工骨修复长骨缺损,使长骨缺损患者得到有效治疗,弥补了传统治疗方法疗效不理想的缺陷。 早在2.016、专家利用3d打印技术制作出世界上第一个钛合金喙,帮助丹顶鹤“站立”,使其上喙几乎完全折断,实现自喂。 在模拟自然界高效、低耗、绿色运行规律的基础上,利用微纳技术,设计出微纳结构的三维构型,实现三维打印在生物器件领域的应用。 生物器件3d打印技术主要应用于生物医学、产品创新设计和功能器件。 根据3d打印的复杂性,生物设备的3d打印有四个层次概念:器官模型、手术指南、个性化植入物、组织工程支架以及组织和器官管。 目前,由增强材料制成的器官模型、手术导板和个性化植入物已在临床上得到应用. 组织工程支架和组织器官的应用是未来三维生物打印的发展方向和趋势。 生物3d打印设备将越来越广泛地应用于人体. 1 )。 无花果. 1生物材料制造装置在人体中的应用 以组织器官的三维打印为例,根据组织器官的形状和功能准确地打印活细胞或材料单元,生产组织或器官前体是增强制造技术在医学生物工程中应用的最高水平。 皮肤、肝脏、心脏瓣膜、人造血管、人造肌纤维等组织或器官实现三维打印,促进了医学生物工程、再生医学和移植医学、组织工程、新药研发等领域的发展,带来了颠覆性影响。 2016年,悉尼大学的科学家使用3d打印技术组装毛细管结构(见图4 )。 西北大学的研究表明,3d打印支架卵巢可以恢复绝育小鼠的卵巢功能,并安全地生产健康的幼鼠。 Xi交通大学课题组提出了三维打印培养一体化体外构建脑样组织的策略,即在相同环境下打印培养过程可以促进脑样组织后期细胞的存活和生长,为脑科学的新兴研究和发展提供设备支持。 无花果. 4人工血管3d打印 2 生物器件三维打印技术的发展趋势 组织工程出现于20世纪80年代,通过三维打印的结合并逐渐扩展到其他领域,生物制造从生物质制造到生物制造再到生命制造的发展,反映了细胞生物学、材料科学和制造科学交叉融合发展的新趋势。 生物制造技术的出现,克服了传统组织工程的诸多技术难题,使人体组织器官的再生方法得到了极大的丰富和加强。 三维打印技术在生物器件领域的未来应用和发展可以从以下三个方面入手: 一是阐明人工全功能内脏器官的作用机制。 目前,3d打印与生物器件的结合主要是从制造科学和仿真的角度进行的,对生物器件的机理还没有真正的了解。 今后,我们需要阐明这一机制,了解生命科学和制造科学的深层问题,分子和细胞水平的控制和组装,以及不同细胞的精确三维排列。 其次,构建了生物模拟系统和体外培养模型。 目前,缺乏评价3d打印生物器件制造效果的生物模拟系统,也缺乏组织形成后的培养模型。 有必要在干细胞与人体之间建立一个微生理系统单元,模拟特定生理系统的功能,建立适合不同组织的体外培养模型。 例如,糖尿病或癌细胞形成一整套结构,该结构可为药物筛选和疾病机制研究提供依据;结合基因芯片等生物信息分析技术,研究药物对复杂疾病的药理作用,进行高效药物筛选。 三是建立生物3d打印制造数据平台。 通过与具有研发实力的大型企业和研究机构联合建立三维打印生物器件模型数据平台,生物器件模型数据平台应区别于其他工业、创意、科教等打印主题,更加注重材料的安全性和组织功能性,并通过成熟的器件模型打印方法将材料加工在三维打印生物器件上,中间设计制造和下游应用结合起来,提高打印效率。 3 生物装置的3d打印可能引起伦理问题 然而,3d打印技术能够克隆人体器官,给医学界带来无限的想象,同时也面临着伦理问题的两难境地. 就像20世纪末的克隆技术一样,它将带来生命伦理学的挑战。 一方面,通过生物装置3d打印技术复制人会对现有的社会伦理秩序产生影响,复制人的出现会给家庭、代际关系带来许多模糊地带和不确定性,进而导致基于婚姻、继承等诸多法律关系. 会被重新定义,社会就会因此陷入失范、秩序失衡的状态。 另一方面,如果将3d打印技术应用于人机强化技术,以提高正常人的一些“能力”或“表现”,如提高跑步速度、增强骨骼韧性、提高认知能力等,这种以人机强化为目的的非医疗治疗不仅违背了公平的伦理原则,而且还会导致相关技术获取能力不同而导致新的社会阶层分化,带来新的社会治理问题。 事实上,3d打印技术在生物装置领域的应用有两个方面,福还是祸,最终取决于谁在使用,如何使用以及如何审查和监管问题。 今后,政府和行业应进一步合作,在制定相关产业发展政策的同时,还应制定科学道德规范,指导相关科学研究和技术活动,并设立专业机构对技术道德规范进行审查,以减少这类技术在应用过程中的不确定性;同时,建立利益相关者伦理对话机制,提高公众对生物装置3d打印技术的认识,形成社会监督体系,完善相关技术标准、规范和法律法规,提高技术使用的标准化和安全性。 作者简介 夏雯-张博士.d.上海工业技术研究所智能制造部3d打印研发与转换功能平台工艺工程师,主要从事金属激光增材制造研究。 周为民博士.d.,研究员,国务院特殊津贴专家,主持或参与973国家重大项目和上海市重点项目等.他的主要研究领域是3d打印设备的产业化和3d打印应用、微纳加工和纳米材料。 张冬梅博士.d.上海市科学院副研究员,复旦大学博士后研究员,上海市浦东新区科学技术发展基金评审专家。 主要研究领域:科技人才、科技政策、科技评价等。 扩展读数 (本文并不代表微观创新的观点。 欢迎各界人士捐款、转载和业务合作,请与inno talk @ 163联系. 通讯器)

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