生物打印机:功能,任务与疾病

生物打印机是一种特殊的3D打印机。 基于计算机控制的组织工程,他们可以生产组织或生物阵列。 将来,应该有可能在他们的帮助下生产器官和人造生物。

什么是生物打印机?

生物打印机是一种特殊的3D打印机。 生物打印机是通过将生物组织和器官转移到活细胞中来在三个维度上进行打印的技术设备。 3D打印的这一领域仍处于实验阶段,并且主要在大学的科学研究中进行研究。 目的是创造产生可用于医学治疗的功能性替代组织和器官的可能性。 生物印字机的活动字称为生物印字。 生物打印从目标组织或器官的基本组成开始。 该生物打印机仅在实验室环境中使用。 特殊的3D打印机通过打印来存储并形成薄层的单元格 因此。 为此, 生物打印机的左,右,上或下移动。 生物打印机使用生物墨水或生物处理协议来构建有机材料。 这些是具有活生物体细胞和水凝胶的生物聚合物,其含量高达90% 。 必须精确计算流量属性。 一方面, 质量 必须具有足够的流动性,以使注射器的针头不会堵塞,另一方面,它必须具有足够的坚固性,以使目标的结构坚固耐用。 生物打印的其他用途包括 移植外科 治疗,组织工程和重建手术。

形式,类型和种类

当前,生物打印机在商业领域中很少使用。 由于生物打印处于发展阶段,因此目前尚未验证成熟的物种或类型的生物打印机。 但是,原则上,任何3D打印机都可以用于生物打印。 为此,常用的PVC 必须替换为适当的单元格。 还正在测试可以从普通喷墨打印机开发生物打印机的过程。 必须对生物墨水提出很高的要求。 例如,用于临床目的的任何物质必须符合严格的国际规范。 在用于生物打印之前,此类物质必须经过多年的测试。

结构和运作方式

生物打印机的工作方式与普通3D打印机的工作原理非常相似。 模具是通过挤出机组装而成的。 但是,没有PVC 与常规3D打印机一样,使用的是“聚合物”凝胶,但通常是基于藻酸盐的聚合物凝胶。 在实践中偶尔使用的当前生物打印机会产生液滴,每个液滴包含10,000至30,000个单独的细胞。 这些单个细胞的组织基于适当的生长因子,应该一起形成功能性组织结构。 生物打印机需要进行温度控制才能进行准确的打印。 当前的生物打印机在空间上非常大,其宽度,长度和高度可以达到几米。 通常位于打印机外部的计算机控制注射器柱塞。 其基础是3D模型的数字可用数据。 将生物墨水从最多八个喷嘴中推出,并在平台上构建所需的结构。

医疗和健康福利

原则上,预计生物打印机将在三个领域特别是未来使用:医学,食品工业和合成生物学。 在医学上,在外科手术的子领域中可以想象并设想使用生物打印机。 治疗,重建手术,器官捐赠以及 移植。 尤其是对于使用生物打印机的器官而言,一个主要优点是显而易见的:与预期用于人体的身体完全匹配 移植。 以此方式,可以中止目前仍需要的,寻找与接收体匹配的合适供体器官的搜索。 在重建手术中,有望得到简化和改善。在这里,可以设想从患者身体的各个部位(例如耳朵,手指和膝盖)取出细胞的程序。 这些细胞在实验室中繁殖。 然后添加生物聚合物。 从理论上讲,从这种悬浮液中,生物打印机可以构建移植物。 然后将其植入患者体内。 然后,人体自身的细胞会随着时间的推移降解生物聚合物。 优点尤其在于,移植不会被身体拒绝。 此外,这样的移植可以 增长 与身体。 这种积极特性的原因是植入物与患者的生长控制系统相连。 生物利用技术的研究领域植入物 在医学上继续 增长。 目前,从 软骨鼻子,是非常可以想象的。 更为关键的是人体器官的产生。 特别地,目前无法以必要的精确度想象供应器官所需的毛细管数目。 另一个问题可能来自这样的事实,即在诸如人体器官的复杂结构中,必须协调不同的细胞并彼此通信以执行不同的功能。 生物打印机也可以用于食品工业中的肉类生产。 根据自己的说法,第一批公司已经成功印刷了此类产品。 据说它们比宰杀既美味又便宜。 但是,目前没有出售通过生物印刷法印刷的肉。