Anthony Atala 推動醫學未來：從手術刀到生物打印機
時間：2024-12-27 10:55 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2024年12月，Anthony Atala 正在引領一場醫學革命——不是通過傳統的手術刀，而是借助于先進的生物打印技術。作為維克森林再生醫學研究所（WFIRM）的主任，Atala 博士正致力于將生物打印技術從實驗室推向臨床應用，為患者帶來前所未有的治療選擇。他不僅是一名兒科外科醫生，更是一位創新者，其工作跨越了醫學科學和工程學的界限，旨在重塑患者的護理方式。
△Anthony Atala
生物打印：解決醫療難題的新途徑
Atala 博士認為，生物打印不僅僅是技術上的突破，更是應對當前醫療挑戰的有效手段。他強調了在復雜組織打印方面取得的重大進展.。他表示：“以前，任何超過200微米的結構都難以長期存活。如今，已經能夠打印更大、更復雜的結構，并確保它們保持血管化。”這一成就解決了再生醫學中一個關鍵問題——如何維持生物打印組織的活力和功能性，使其準備好用于未來的臨床應用。
WFIRM 已經開發出了40多種不同類型的組織和器官，包括肌肉、軟骨以及復雜的腎臟結構，許多成果已經應用于實際患者身上。鑒于移植名單上88%的患者急需腎臟，WFIRM 初期的重點之一便是腎臟研究。除了腎臟外，團隊還在積極探索肝臟、心臟及骨骼肌等多種組織的研究，以滿足多樣化的需求。
得益于 WFIRM 符合FDA標準的制造設施，Atala 和他的團隊可以從概念設計一直推進到臨床試驗階段，最終實現對患者的治療。雖然這個過程可能長達14年，但這種嚴謹的方法確保了每一步的安全性和有效性，讓患者可以在受控環境中接受最先進的療法。
△由 WFIRM 創建的腎臟
臨床應用與榮譽獎項
目前，已有17種基于生物打印技術的應用被成功應用于患者，而更多項目正在穩步推進中。這些項目涵蓋了從初步試點研究到高級三期臨床試驗的不同階段，預示著未來十年內這些技術有望廣泛投入使用。2023年，Atala 團隊因其在3D腎臟構造平臺上的杰出貢獻榮獲了KidneyX Track 2的100萬美元獎金，這標志著他們在人工腎臟再生領域的重大突破，有助于緩解器官捐贈短缺的問題。
此外，WFIRM 在傷口愈合方面也取得了顯著進展。2023年10月，該機構在 “Science Translational Medicine ”期刊上發表了一項重要研究，介紹了一種全層人體生物打印皮膚。這種新型皮膚不僅促進了傷口愈合，還實現了血管化和表皮網脊的形成，為嚴重燒傷和其他皮膚損傷提供了新的治療方案。
△WFIRM 團隊的一名成員正在操作生物打印機
醫生與研究員雙重身份的獨特視角
作為一名活躍在外科一線的醫生，Atala 深知臨床需求的重要性。他說：“參與臨床實踐使我們能夠緊跟醫學發展趨勢，確保我們的研究直接回應患者的需要。” 這種親身體驗推動了 WFIRM 的使命，即開發符合嚴格臨床標準并能真正改善患者生活質量的生物打印組織。
Atala 解釋道，對于許多患者而言，并不需要完全復制整個器官。只要將器官的功能恢復到一定程度，比如10%，就能顯著提高患者的生活質量。他舉例說，當某個器官的功能下降到90%時，患者才開始出現癥狀。因此，通過生物打印技術增強部分器官功能，可以幫助患者恢復正常生活，而不必等待全面移植。這種方法不僅加快了治療速度，也為那些長期等待移植的患者帶來了希望。
△WFIRM 的 Young-Joon Seol 演示了生物打印肌肉組織
綜合分析與人工智能助力
WFIRM 采用了一種“整體性”的研究方法，整合基因組學、蛋白質組學、代謝組學乃至脂質組學等多學科知識，全面了解每個生物打印組織的生物學特性。這種綜合分析確保了組織的功能性和適應性。
人工智能（AI）和機器學習也在 WFIRM 發揮重要作用，幫助研究人員更好地理解細胞行為，預測組織反應，并優化生物打印過程。“AI 讓我們能夠識別出組織形成中的特征模式，從而改進技術，”Atala 表示。“利用這些工具，我們可以提前預見并解決問題，確保從實驗室到臨床的順利過渡。”
外太空的合作探索
Atala 的研究不僅僅局限于地球表面，他還與 NASA 合作，在國際空間站（ISS）上進行了生物打印實驗。目的是探究微重力環境如何加速組織生長和血管化——這是構建復雜器官的關鍵因素之一。這項研究是 NASA 支持的一系列實驗的一部分，旨在揭示太空微重力條件如何促進地球上的組織工程發展。
“為了應對NASA的血管挑戰，我們設計了一種能在體外存活至少一個月的組織結構。”這種耐久性得益于 WFIRM 定制開發的生物打印機，它經過14年的研發，具備處理人體組織復雜性的能力。
定制技術的力量
Atala 強調，他們花費了大量時間來開發這些定制化的生物打印設備，以確保其能夠根據特定組織類型的要求精確調整打印參數。盡管實驗室中也有一些商用生物打印機用于常規研究，但在實際組織打印過程中，WFIRM 完全依賴自己工程師制造的定制機器。“我們不斷努力提升硬件、生物墨水和軟件的質量，使之更加適用于臨床應用。看到我們的技術逐漸普及，我們感到非常自豪。”
在再生醫學領域，Atala 是一名開拓者，始終站在生物打印技術發展的最前沿。他的綜合性研究方法和對患者護理的高度關注，使 WFIRM 成為全球生物打印領域的領導者，塑造著醫學的未來。
△Anthony Atala
生物打印：解決醫療難題的新途徑
Atala 博士認為，生物打印不僅僅是技術上的突破，更是應對當前醫療挑戰的有效手段。他強調了在復雜組織打印方面取得的重大進展.。他表示：“以前，任何超過200微米的結構都難以長期存活。如今，已經能夠打印更大、更復雜的結構，并確保它們保持血管化。”這一成就解決了再生醫學中一個關鍵問題——如何維持生物打印組織的活力和功能性，使其準備好用于未來的臨床應用。
WFIRM 已經開發出了40多種不同類型的組織和器官，包括肌肉、軟骨以及復雜的腎臟結構，許多成果已經應用于實際患者身上。鑒于移植名單上88%的患者急需腎臟，WFIRM 初期的重點之一便是腎臟研究。除了腎臟外，團隊還在積極探索肝臟、心臟及骨骼肌等多種組織的研究，以滿足多樣化的需求。
得益于 WFIRM 符合FDA標準的制造設施，Atala 和他的團隊可以從概念設計一直推進到臨床試驗階段，最終實現對患者的治療。雖然這個過程可能長達14年，但這種嚴謹的方法確保了每一步的安全性和有效性，讓患者可以在受控環境中接受最先進的療法。
△由 WFIRM 創建的腎臟
臨床應用與榮譽獎項
目前，已有17種基于生物打印技術的應用被成功應用于患者，而更多項目正在穩步推進中。這些項目涵蓋了從初步試點研究到高級三期臨床試驗的不同階段，預示著未來十年內這些技術有望廣泛投入使用。2023年，Atala 團隊因其在3D腎臟構造平臺上的杰出貢獻榮獲了KidneyX Track 2的100萬美元獎金，這標志著他們在人工腎臟再生領域的重大突破，有助于緩解器官捐贈短缺的問題。
此外，WFIRM 在傷口愈合方面也取得了顯著進展。2023年10月，該機構在 “Science Translational Medicine ”期刊上發表了一項重要研究，介紹了一種全層人體生物打印皮膚。這種新型皮膚不僅促進了傷口愈合，還實現了血管化和表皮網脊的形成，為嚴重燒傷和其他皮膚損傷提供了新的治療方案。
△WFIRM 團隊的一名成員正在操作生物打印機
醫生與研究員雙重身份的獨特視角
作為一名活躍在外科一線的醫生，Atala 深知臨床需求的重要性。他說：“參與臨床實踐使我們能夠緊跟醫學發展趨勢，確保我們的研究直接回應患者的需要。” 這種親身體驗推動了 WFIRM 的使命，即開發符合嚴格臨床標準并能真正改善患者生活質量的生物打印組織。
Atala 解釋道，對于許多患者而言，并不需要完全復制整個器官。只要將器官的功能恢復到一定程度，比如10%，就能顯著提高患者的生活質量。他舉例說，當某個器官的功能下降到90%時，患者才開始出現癥狀。因此，通過生物打印技術增強部分器官功能，可以幫助患者恢復正常生活，而不必等待全面移植。這種方法不僅加快了治療速度，也為那些長期等待移植的患者帶來了希望。
△WFIRM 的 Young-Joon Seol 演示了生物打印肌肉組織
綜合分析與人工智能助力
WFIRM 采用了一種“整體性”的研究方法，整合基因組學、蛋白質組學、代謝組學乃至脂質組學等多學科知識，全面了解每個生物打印組織的生物學特性。這種綜合分析確保了組織的功能性和適應性。
人工智能（AI）和機器學習也在 WFIRM 發揮重要作用，幫助研究人員更好地理解細胞行為，預測組織反應，并優化生物打印過程。“AI 讓我們能夠識別出組織形成中的特征模式，從而改進技術，”Atala 表示。“利用這些工具，我們可以提前預見并解決問題，確保從實驗室到臨床的順利過渡。”
外太空的合作探索
Atala 的研究不僅僅局限于地球表面，他還與 NASA 合作，在國際空間站（ISS）上進行了生物打印實驗。目的是探究微重力環境如何加速組織生長和血管化——這是構建復雜器官的關鍵因素之一。這項研究是 NASA 支持的一系列實驗的一部分，旨在揭示太空微重力條件如何促進地球上的組織工程發展。
“為了應對NASA的血管挑戰，我們設計了一種能在體外存活至少一個月的組織結構。”這種耐久性得益于 WFIRM 定制開發的生物打印機，它經過14年的研發，具備處理人體組織復雜性的能力。
定制技術的力量
Atala 強調，他們花費了大量時間來開發這些定制化的生物打印設備，以確保其能夠根據特定組織類型的要求精確調整打印參數。盡管實驗室中也有一些商用生物打印機用于常規研究，但在實際組織打印過程中，WFIRM 完全依賴自己工程師制造的定制機器。“我們不斷努力提升硬件、生物墨水和軟件的質量，使之更加適用于臨床應用。看到我們的技術逐漸普及，我們感到非常自豪。”
在再生醫學領域，Atala 是一名開拓者，始終站在生物打印技術發展的最前沿。他的綜合性研究方法和對患者護理的高度關注，使 WFIRM 成為全球生物打印領域的領導者，塑造著醫學的未來。
(責任編輯：admin)
Fabric8Labs推出AI芯片定
Titomic又一合作，將與nuF
荷蘭公司將開設3D打印船舶
Chicago Additive推出AMOS
590MHz帶寬+超90%輻射效率
威斯康星大學麥迪遜分校工最新內容
突破性生物3D打印
迪拜LEAP 71公司
3D生物打印構建內
《Small Science
南洋理工-劍橋大
清華大學：抗拉強熱點內容
