2022年10月12日，Carnegie Mellon大学生物医学工程系Adam W. Feinberg等在《SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE》上发表题为3D-bioprinted human tissue and the path toward clinical translation（3d生物打印人体组织及其临床应用）的研究论文。3D生物打印技术是一项革命性的技术，用于工程组织的疾病建模和药物筛选，以及构建用于修复、再生和替换的组织和器官。本文讨论了3D生物打印的技术进步，所面临的关键挑战，以及临床应用的重要里程碑。
//www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abo7047
研究背景
组织工程一直被寄希望于为一系列应用创造组织，从体外疾病建模到体内再生、器官修复和替换。然而，到目前为止，很少有技术能够重现再造生理功能所需的复杂组织结构和细胞空间异质性。在过去的十年中，三维(3D)生物打印作为一种生物制造方法迅速发展，使空间控制沉积生物材料和细胞在3D中具有前所未有的精度和控制。3D生物打印在使用计算机辅助设计(CAD)软件和多轴机器人硬件来创建3D结构方面是独一无二的，与传统的组织工程方法相比，它具有无与伦比的复杂性。同样重要的是使用医学成像数据的能力，如计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)，以创建患者特定的解剖模型，为组织和器官工程提供量身定制的方法。基于此，本文阐述了最近的3D生物打印创新，有可能构建人体组织的体积，以及解决临床转化道路上长期挑战的概念验证应用。
研究内容解读
图1 3d生物打印组织和器官的主要挑战和要求。3d生物打印组织和器官的翻译需要跨越工程、生物学和医学科学的进步。这包括(i)更快的3D生物打印机，可以产生更大、更复杂的组织，(ii)优化的生物墨水和生物材料，(iii)扩大大量细胞并将它们分化为目标细胞类型的能力，(iv)容积组织的血管化和灌注，(v)免疫耐受，以确保患者的长期生存能力，(vi)组织结构的无损验证，以及(vii)验证成功临床应用所需的组织和器官功能。OCT，光学相干层析成像;CT，计算机断层扫描;MRI，核磁共振成像。
图2 3d生物打印结构的临床应用主要里程碑的前瞻性时间轴。构造包括用于体内组织再生的脱细胞支架，用于体外疾病建模的人体组织，用于修复和替换的人体组织，以及用于移植的实体器官。
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