華裔教授3D打印排毒儀可模擬肝臟功能
日前，由于受人體肝臟從血液中移除危險毒素功能的啟發，加州大學圣地亞哥分校的研究員開發出了一種3D打印排毒儀。該設備使用納米顆粒捕獲成孔毒素（pore-forming toxins），這種毒素可以破壞細胞膜，通常是蚊蟲叮咬以及細菌感染致病的關鍵因素。
3D打印裝置的靈感來自于肝臟（圖片：美國加州大學）
如今納米粒子已被證明可以在血液中有效中和成孔毒素，但如果這些納米顆粒不能有效地被消化，它們會積聚在肝臟中，帶來二次中毒的危險，尤其是對于那些已經面臨肝功能喪失風險的病人，尤其危險。
該研究小組由納米工程學教授陳紹琛領導。他們創造了一個3D打印的水凝膠基質來容納納米粒子，形成模仿肝臟的結構和功能的設備。它具有較大的表面積，能夠高效地感知、吸引并捕獲來自血液的毒素。每當捕獲了足夠的毒素時，這個裝置就會變為紅色。
該裝置被設計為在人體體外使用，目前仍處于概念驗證階段。在體外研究中，它能夠完全中和成孔毒素。
“使用3D打印在生物相容性水凝膠中封裝功能性納米粒子的概念是新穎的。” 陳紹琛教授說。“這將激發關于解毒技術更多的新設計出現，因為3D打印可實現根據不同的使用者以及具體情況量身定制高功能性產品。”
動態光學投影立體光刻技術
陳紹琛教授使用的生物制造（biofabrication）技術，被稱為動態光學投影立體光刻（DOPsL），這種技術使用計算機投影系統和精確地控制微鏡在含有光敏生物聚合物和細胞的溶液選定區域閃光。此光致固化過程一次固化一層結構，并逐層連續固化（注：類似常見的DLP技術）。
華裔教授陳紹琛
DOPsL技術的分辨率可達微米或納米級，這樣的精度在打印模擬自然的細粒度生物組織（包括血管）十分關鍵，因為這類組織的首要功能就是在身體內輸送發的營養和氧氣。
2012年，陳紹琛教授的團隊就曾展示過DOPsL技術。他們在幾秒鐘內用生物相容性水凝膠制造出微觀三維結構。（見下圖）
一個人造的生物器官，如肝或腎，如果不能打印血管，那么在再生醫學中毫無用處。使用DOPsL技術，陳教授的團隊能夠打印諸如花朵、螺旋和半球等在自然界常見的更復雜的幾何形狀。而目前其他在生物制造領域的3D技術，如雙光子聚合，可能需要幾個小時才能制作一個3D對象。
該項目獲得了美國國立衛生研究院150萬美元為期4年的資金資助，另外還獲得了美國國家科學基金會的資助。
他們的研究結果發表在5月8日出版的《Nature Communications》上。
(責任編輯：admin)
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