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【產業應用】3D生物列印 客製你的器官

近年來3D列印為熱門話題,3D列印利用機器設計不同參數,搭配墨水材料漸進式堆疊而形成的立體結構,可快速及客製化進行生產,廣泛應用於各種領域。

 

 

等待別人捐贈器官 曠日廢時

 

 

 

 

在生物醫療領域,有感於全球有數以萬計的患者等待接受器官移植,即便找到配對的器官,在移植後仍需長期服用抗排斥藥物及擔心副作用,若能以3D列印出所需器官,病患將無須長期等待,即能嘉惠民眾健康。

在利用3D列印製造人工器官前,針對不同器官,需透過實驗獲取相對應細胞、生物材料和生長因子等最佳組合,最後再進行安全性與功能性測試,進而進入臨床應用。

3D生物列印的發展可望有助再生醫學產業的推動。美國克里夫蘭醫學中心將「為患者客製化的3D列印」評為2019年十大醫療創新名單中嶄露頭角的技術之一。

除3D列印基本積層製造技術原理外,另考量細胞來源及種類,墨水材料的可列印性及其生物相容性、降解性,及列印成型的方式與過程等元素,發揮實質的「3D生物列印」,將整合生物醫學、材料工程等關鍵平台技術,而所有製程須符合生物安全與無菌標準,成品也需確保細胞活性與組織功能,並符合醫療標準。

 

免疫排斥與道德爭議 皆獲得解決

 

 

 

 

幹細胞的來源與功能性有所不同,其中以胚胎幹細胞具備強大分化能力,然衍生倫理道德與法律上的爭議,及移植後恐因非自體所引起的免疫排斥反應。

2006年,日本科學家山中伸彌教授開發自體取得體細胞後,經誘導成為多能性幹細胞,開啟幹細胞發展的新頁,並在2012年榮獲諾貝爾獎。此細胞擁有與胚胎幹細胞相同的分化能力,且避開倫理道德的爭議。

若能從患者本身取得幹細胞,經誘導成為多能性幹細胞後增殖,並在訊息因子的刺激下,分化成想要的細胞做原料,搭配合適的生醫材料,透過3D生物列印平台,製造出自身組織或器官,不僅可作為體外藥物檢測用,亦可進一步用於移植,解決器官不足與免疫排斥等問題。

 

 

以色列科學家 成功3D列印心臟

 

 

以色列科學家從病人取得腹膜間質細胞,重新編程為誘導式多能性幹細胞,並進一步分化為心肌細胞與血管內皮細胞,再配合已去除細胞後的腹膜組織,作成生物墨水,透過3D列印創造出全球第一顆由患者本身細胞與胞外組織為材料的3D列印心臟。此發現更讓醫學應用推向新的可能。

去年9月衛福部開放六項細胞治療項目,利用幹細胞於臨床治療已為現在進行式,除積極發展相關治療,並嘗試結合醫材發展3D生物組織列印,未來擁有客製化人造器官將不再是夢想。

 

https://udn.com/news/story/11318/4046311

2019/9/15
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