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“透视”技术为精确打印人体器官带来曙光

来源: 科技日报   日期:2019-04-28  发布者: 环球科技网 
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    怎样3D打印出逼真的人体器官?据《每日邮报》24日报道,德国慕尼黑大学埃蒂尔克领衔的研究团队提出一种能够精确描绘器官内部结构的“透视”技术,3D打印人体器官将“有图可依”,为医疗领域带来颠覆性变革。
    报道称,研究人员利用溶剂使器官变得透明,然后用激光在显微镜中扫描器官,从而获取包括血管和每个细胞位置在内的整个器官结构。利用这一结构图,研究人员可以先用3D打印造出器官的支架,再将干细胞装入3D打印机,注入正确位置,使器官正常工作。

    埃蒂尔克表示,这一成果标志着3D打印在医学领域向前迈出了重要一步。之前的3D生物打印缺乏详细的器官结构图,现在我们可以看到每个细胞在透明人体器官中的位置,然后可以用3D生物打印技术“复制”一个完全相同的器官。“我相信,这是我们第一次接近真正的人体器官。”

    埃蒂尔克的团队计划在未来2—3年开始制造一个3D打印的胰腺,并希望在5—6年内造出一个肾脏。未来,团队将首先测试动物能否依赖生物打印器官存活,并在5—10年内开始临床试验。
    记者从埃蒂尔克等人近日发布在biorxiv网站的论文了解到,研究人员已经成功获取了小鼠大脑的结构图,但并不像报道中的那么简单。实验主要包括4个步骤,首先使用小麦胚芽凝集素和埃文斯蓝对所有大脑血管染色;之后用特殊溶剂洗涤小鼠大脑,使其失去脂肪等物质变得透明,染色的血管就凸显出来;再用微米分辨率的光学显微镜对其3D成像;最后采用基于深度学习的深度全卷积网络(DFCN)算法自动提取和分析图像数据,得到精细的小鼠大脑结构图。
    论文指出,在此之前,没有其他方法能够得到整个大脑所有血管分布的三维图像。核磁共振成像不能达到捕获毛细血管的分辨率;微血管成像可以显示微血管结构,但无法获得完整的大脑血管结构;荧光显微镜能提供更高的分辨率,但通常只用于观察薄组织切片,无法保留完整的血管结构。
 

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