3D打印植入物让肝脏患者在等待捐赠者时保持生命力
韩国天主教大学和牙山医学中心的科学家们已经3D打印了一种新型设备，可用于在等待挽救生命的器官捐赠时稳定急性肝功能衰竭(ALF)患者。该团队的植入物由3D打印容器和半透膜组成，可以快速输送所需的药物，以挽救那些面临ALF危险的人。植入后，该设备还充当“生物人工支持系统”，充当患者的肝脏，同时减少对其其他内脏器官造成的任何功能障碍，使它们保持活力，直到移植可用。团队3D打印设备上的储层图
ALF：移植紧急情况在许多情况下，ALF患者遭受如此严重的肝损伤，以至于他们器官的组成肝细胞开始出现故障，在这种迅速恶化的情况下可能会致命。在治疗方面，原位肝移植是唯一被证明可以治愈终末期肝病的方法，而在实践中，供体稀缺往往限制了其使用。此外，肝移植可能很昂贵，而且由于器官不相容和患者身体排斥问题，该手术还带来了显着的死亡风险。因此，科学家们越来越多地寻求通过复杂的可植入药物输送装置向受损肝组织输送挽救生命的活性药物成分（或API）的新方法。例如，今年早些时候，一组研究人员开发了一种使用封装干细胞治疗慢性肝损伤的新方法，但据韩国团队称，他们的方法可重复性低，而且设备本身难以成形为几何形状治疗受损肝组织所必需的。韩国团队的3D打印设备插入实验室小鼠体内
一种救生输送装置为了解决之前设计中的结构限制，研究人员使用CubiconStyle3D打印机来生产一组可植入的TPUAPI加载储液器。由于3D打印固有的灵活性，该团队能够以多种形式迭代开发药物输送装置，每个装置都有一个“端口”，使药物能够连续输送到受损组织。有趣的是，通过配置储液器的孔径，科学家们发现他们可以定制他们的设备以选择性地输送各种重量的药物，并专门设计用于连接注射器的原型端口，因此在实验室小鼠的初始植入测试中，团队能够多次随意地重新填充他们的设备。更令人印象深刻的是，在四个星期的时间里，科学家的测试对象没有一个表现出他们的行为或体重发生任何变化的迹象。确定他们的设备能够持续给药后，研究人员随后通过“治疗”34个70%规模切除的小鼠肝脏模型来测试其功效。在肝切除术后对团队的测试肝脏进行染色在这些微小的肝脏中，只有一个在手术后三天内死亡，而科学家们没有观察到“异常的临床症状”，并且一些模型对API输注做出了反应，它们的质量恢复了85%。因此，以他们的测试成功为由，该团队得出结论，他们的设备代表了一种新型的“桥梁疗法”，不仅有可能让患者的肝脏保持活力，而且实际上还能促进器官再生。然而，虽然韩国团队对其系统的治疗能力充满信心，但他们承认在实践中，其不可生物降解的性质意味着它需要通过痛苦的二次手术移除，甚至可能引发身体排斥，因此他们说未来的迭代应该用更人性化的材料建造。“[我们的]可生物降解植入物作为一种留在小鼠腹腔中的异物具有长期潜力，[但是]这可能需要额外的二次手术来移除植入物，”该团队在他们的论文中总结道。“因此，对于临床方法，应分别选择可生物降解的设备或永久版本用于急性治疗或长期效果。”
听障人士的福音，全球首例由3D打印的中耳移植手术已获成功医学的发展，从来都离不开创新，而医学的创新，来自病人的需求。3D打印技术的应用无疑是给医学发展开辟了一条新路。尽管目前为止生物3D打印技术能够打印出的产品还远没有发展到可以替代人源器官的程度，但是人们在这项飞速发展的技术中，看到的是巨大的希望。 3D打印制造的假肢已经广泛的应用于临床，并收到了很好的效果。树脂3d打印而现在3D打印技术将造福于听力障碍患者。马里兰医学院的研究人员用3D打印技术制造出了中耳假体，将有助于治疗传导性听力损失患者。 听力损失是听觉功能障碍的表现，轻者称重听或听力减退，重者称耳聋或全聋。一般临床上把听力损失分为传导性、感音神经性和混合性三类。传导性听力损失是指病变在外耳或中耳，使声波传入内耳受到障碍。 研究员称:“当患者因疾病或创伤导致中耳内连接耳骨的骨膜受到感染时，就会导致传导性听力损失。而我们要做的是用3D打印制造出一个假体，让它可以代替骨膜的传导功能”。 在研究中，研究员使用了三具尸体的中耳，这些中耳内部的连接骨要被移除。然后根据每一个中耳的CT成像，用3D打印设计并打印出一个定制的假体来弥补缺失的连接骨。 打印完成后，研究员又做了一个测试。他们让四名之前未参与打印的医生将打印出的假体与尸体配对，以检验匹配度。结果表明，每一位医生都能正确匹配。 接下来，研究小组将用不同的材料进行3D打印，以找到最合适的材料来最大程度减少患者的听力损失。这一实验如果成功，将会是数以百万计听力损失患者的福音。
3D打印和静电纺丝构建仿生人工椎间盘支架暨南大学鲁路Mater.Sci.Eng.C：通过3D打印和静电纺丝构建仿生人工椎间盘支架椎间盘（IVD）退变是一种严重危害人类健康的临床疾病。组织工程技术为修复和再生受损IVD的生理功能提供了一种很有前景的方法。成功的组织工程化IVD支架应模仿原生IVD组织学和宏观结构。在此，研究者结合3D打印和静电纺丝构建了人工IVD复合支架。聚丙交酯（PLA）用于打印IVD框架结构，定向多孔聚（l-丙交酯）/八臂多面体低聚倍半硅氧烷（PLLA/POSS-（PLLA）8）纤维束模拟纤维环（AF），负载骨髓间充质干细胞（BMSCs）的结冷胶/聚（乙二醇）二丙烯酸酯（GG/PEGDA）双网络水凝胶模拟髓核（NP）结构。形态学和力学性能测试表明IVD支架的结构和力学性能与天然IVD支架相似。该支架的压缩模量约为10MPa，可与天然IVD相媲美，为组织修复和再生提供了良好的机械支撑。同时，支架的孔隙率和力学性能可以通过3D模型设计进行调节。在AF结构中，纤维束呈同心取向，随后的每一层与脊柱成60°，能够承受NP变形过程中产生的张力。在NP结构中，BMSCs均匀分布在水凝胶中，能够保持较高的细胞活力。动物实验结果表明，仿生人工IVD支架能够维持椎间盘间隙并产生新的细胞外基质。这种工程化仿生IVD支架是一种很有前途的生物材料，可用于个性化IVD修复和再生。图1.通过3D打印和静电纺丝制备仿生人工IVD支架的过程示意图。
图2.PLA框架的模型图和实物图。模型I（A）和模型II（B）的总体图。模型I（C）和模型II（D）的单层细节图。根据模型I（E）和模型II（F）制备的PLA框架的照片。
图3.在IVD高度指数计算中各参数的示意图。
图4.3D打印IVD支架的形态。（A）支架的宏观侧视图和（B）宏观前视图。（C）NP部分水凝胶的SEM图像。（D-G）PLLA纤维的SEM图像。（H-I）AF部分纤维束的SEM图像。
图5.（A）不同纤维束的断裂伸长率和拉伸模量。（B）不同结构人工IVD的压缩应力-应变曲线和（C）模量。（D）模型II-3/1.2和II-2/1.2人工IVD支架的圆形压缩曲线。
图6.SD大鼠人工IVD模型、支架及相关表征结果。（A）鼠尾椎骨的物理图片。（B）3D打印鼠尾盘的立体显微镜观察。（C）双网络水凝胶中加载细胞的活/死染色结果。（D）动物实验中大鼠尾盘的μCT图像。（E）IVD高度指数统计结果。*表示与椎间盘切除组相比，p值0.05存在显著性差异。
图7.在偏光显微镜下观察术后1个月和6个月椎间盘切除组、再植入组和生物打印组椎间盘切片的（A-F）HE染色和（G-L）阿尔新蓝染色图像。
图8.术后1个月和6个月椎间盘切除组、再植入组和生物打印组椎间盘切片的（A-B）天狼星红染色以及（G-L）在偏光显微镜下观察的天狼星红染色图像。
的显著进展以来，科学家们已经等待了数月，以便获得高度准确的蛋白质结构预测的机会。现在等待已经结束。在一项新的研究中，来自美国多个研究机构的研究人员在很大程度上重现了DeepMind在这项重要任务上取得的性能。相关研究结果于年7月15日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Accuratepredictionofproteinstructuresandinteractionsusingathree-trackneuralnetwork”。
与DeepMind不同的是，这些作者开发的方法，他们称之为RoseTTAFold，可以免费使用。世界各地的科学家们如今正用它来建立蛋白质模型，以加速他们自己的研究。自7月以来，该程序已被多个独立研究团队从GitHub下载。蛋白质由一串串氨基酸组成，它们折叠成复杂的微观形状。这些独特的形状反过来又引起了生物体内几乎所有的化学过程。通过更好地了解蛋白质的形状，科学家们可以加快开发针对癌症、COVID-19和其他数千种健康疾病的新疗法。研究者DavidBaker博士说，“在蛋白质设计研究所，这是忙碌的一年，设计了COVID-19药物和疫苗并将其投入临床试验，同时开了发RoseTTAFold用于高精度蛋白质结构预测。我很高兴科学界已经在使用RoseTTAFold服务程序来解决突出的生物学问题。”
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