機器人外科醫生 3D打印活細胞

工程師們已經開發出一種靈活的機器人，它可以進入直腸，在受損器官上3D列印活細胞，從而使患者無需「接受手術」。

南威爾士大學悉尼團隊設計的微型機械臂可以直接將由明膠、膠原蛋白、人體細胞和其他材料製成的「生物墨水」輸送到內部器官和組織的表面。

概念驗證設備，稱為F3DB，具有高度可操作的旋轉頭，可「列印」生物墨水，附在手臂末端，所有這些都可以從外部控制。研究小組表示，隨著進一步的發展，可能在五到七年內，醫療專業人員可以使用該技術通過小皮膚切口或自然孔道進入體內難以觸及的區域。首席研究員Thanh Nho Do博士在一份聲明中說：「現有的3D生物列印技術需要在體外製造生物材料，將其植入人體通常需要進行大型開放式手術，這會增加感染風險。

「我們靈活的3D生物印表機意味著生物材料可以通過微創方法直接輸送到目標組織或器官中。」

「該系統提供了精確重建體內三維傷口的潛力，例如胃壁損傷或結腸內的損傷和疾病。」

該機器人有一個安裝在軟機械臂尖端的三軸列印頭，軟機械臂由柔軟的人造肌肉組成，可以讓手臂在三個方向上移動，類似於桌面3D印表機。

該設備還採用液壓設計，允許手臂彎曲和扭曲。並且手臂可以定製為任意長度，其剛度使用不同類型的彈性管和織物進行微調。

列印噴嘴可以編程為列印預定形狀或在需要更複雜或不確定的生物列印時手動操作。

此外，該團隊還使用了一個基於機器學習的控制器，可以輔助列印過程。

為了進一步證明該技術的可行性，新南威爾士大學團隊測試了活體生物材料在通過他們的系統列印後的細胞活力。實驗表明細胞不受該過程的影響，大多數細胞在列印後仍然存活。

細胞在接下來的七天裡生長，列印一周後觀察到的細胞數量是原來的四倍。

工程師們還演示了F3DB作為一體式內窺鏡手術工具如何執行各種功能。

根據該團隊的說法，這將是消除某些癌症的理想選擇，尤其是結直腸癌-全球第三大最常見的癌症死亡

F3DB列印頭的噴嘴可作為電動手術刀使用，先做標記，然後切除癌變病灶。水也可以直接通過噴嘴，以同時清除該部位的任何血液和多餘組織。

同時，當機械臂還在原位時，直接直接3D列印生物材料可以促進更快的癒合。

該團隊在豬的腸道上測試了機器人，結果很有希望。

在豬的腸道中證明了執行這種多功能程序的能力。

該系統已獲得臨時專利，下一階段的開發是對活體動物進行體內測試，以證明其實際用途。

研究人員還計劃實施其他功能，例如集成攝像頭和實時掃瞄系統，以重建體內移動組織的3D斷層掃瞄。