创新3D生物打印技术实现“秒打”,将帮助癌症患者实现精准治疗
语音播报

近日,第一届粤港澳大湾区博士博士后创新创业大赛决赛落幕。广州医科大学生物医学工程学院谢茂彬团队研发的无接触、超快速体积生物3D打印技术以得分第一的成绩荣获金奖,据介绍,该技术有望在未来帮助癌症患者获得精准治疗。

相当于观看3D电影,新3D打印技术实现无接触式“秒打”

在软件上点击开始按钮后,一旁的设备投出一束可见光,二十多秒后,一个小小的骨螺钉就变魔术般出现在小瓶子里。昨日,在广医生物医学工程学院的实验室里,谢茂彬为大家展示了他们团队研发的超快速体积3D生物打印设备和技术。

谢茂彬说,现有的3D打印,是通过层层堆叠的方式来逐层打印,它最大的问题就是比较慢。“要实现厘米级的打印,短则需要十几分钟,长则要十几个小时,因此走向临床非常难。”谢茂彬说,相比之下,他们的超快速3D打印技术,可以在几十秒内完成厘米级尺寸的三维物体的重建,这样细胞的存活率就大大提高了,更容易在临床实现转化。

这么神奇的打印技术,到底是如何做到的呢?

谢茂彬说,与传统的逐层打印原理不同,超快速3D打印技术是基于CT成像技术的反向运用。他们团队独立开发了全新的体积切片算法和光强补偿算法,将三维物体的断层层析的二维图片通过特定算法进行纵向投影至按一定速度旋转的打印瓶中,从而使打印瓶中的光固化墨水能在所有方向上同时形成三维物体。

“现在常见的3D打印是通过一层层堆叠,实现从二维到三维,相当于看普通的电影。我们的3D打印技术就像是给人戴上了3D眼镜,它可以通过 ‘全息投影’的方式,立体呈现结构,相当于看3D电影。”谢茂彬用看电影打了个比方。

有望帮助肿瘤患者实现精准治疗

据介绍,超快速体积生物3D打印机填补国内空白,技术指标达到国际一流水平。除了打印速度快之外,它还可以实现无接触打印,能做到完全无菌打印。同时,该技术对细胞等活性成分无损伤,打印物体的表面也非常光滑,可以真实模拟人体器官表面结构。不仅如此,还可以利用可见光在常温下实现打印,更适合生物打印。

谈及未来的应用前景,谢茂彬说,这项技术将帮助肿瘤患者实现个性化精准治疗。他解释说,肿瘤患者切除肿瘤后,有一个极短的治疗窗口期。不同的肿瘤治疗药物对不同的病人可能产生的疗效不同。为了选择更适合患者的药物,可以模拟肿瘤细胞生长环境,快速打印出“肿瘤类器官”。然而,传统3D打印技术打印“类器官”,需要很长的时间,但是肿瘤患者的治疗窗口期很短,患者等不起。而超快速体积生物3D打印技术,正好弥补了传统3D打印耗时长的缺陷,可以在一分钟内打印完成96个类器官球,将对肿瘤患者用药提供个性化指导,帮助患者在极短的治疗窗口期实现精准治疗。

广医生物医学工程学院副院长谢国喜说,目前,已经有投资机构在与项目团队进行接洽,在不久的将来,该技术有望实现临床应用。

文、图/广州日报·新花城记者:林霞虹 通讯员:广医宣

广州日报·新花城编辑:何雪华