生物3D打印技术助科学家找出糖尿病治疗方法

随着3D打印技术的应用和发展,以及不断增加的个体化精准医疗需求,3D打印技术与医疗的结合点越来越多,例如,3D打印义肢、助听器等康复产品;用于手术规划的3D打印模型、手术导板,以及植入病人体内的骨科植入物;还有用于药物毒性测试的3D打印器官。近期,美国纽约宾厄姆顿大学(Binghamton University)科研人员正在利用生物3D打印技术,研发治疗糖尿病的方法。

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引起糖尿病的起因主要有两种,一种是患者胰岛素分泌不足;另一种则是缺乏胰岛素的受体。不论属于那种类型,都将导致病人体血糖升高而患上糖尿病。宾厄姆顿大学的研究项目是在宾厄姆顿大学生物工程系的叶教授(Kaiming Ye) 和金教授(Sha Jin)的主导下进行的。现阶段目标是3D打印出功能性的人工胰腺三维模型,供可分泌胰岛素的细胞生长。这些细胞如果植入患者体内,则有望让病人能够分泌胰岛素从而治愈糖尿病。

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3D打印在此过程中发挥的作用是为胰腺细胞创造了一个三维环境,与培养皿中的2D器官培养模式相比,三维模型所创造的功能环境更接近于人体胰腺。但是要实现以上目标,研究团队需要经历两个重要步骤。第一步是成功打印出人工胰腺。为了实现这个目标,金教授的实验室正在研究具备完整泵血功能、可以持续地向细胞提供氧气和营养物质的血管系统。第二步至关重要,就是如何获得可以分泌胰岛素的胰腺细胞。这个步骤需要用到先进的干细胞技术,首先将人体细胞(目前常见的是皮肤成纤维细胞)诱导为干细胞,再将干细胞诱导为胰腺细胞。

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如果以上两个步骤都顺利完成,就可以人工培养出大量胰腺细胞。这些胰腺细胞移植入患者体内,糖尿病患者就无需等待他人的胰岛移植或依靠注射胰岛素来治疗疾病了。

文章来源:3ders.org, 3D科学谷编译整理

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