【胃潰瘍新療法？】科學家打造 3D 列印機器人，能進入消化道列印胃壁細胞
TechOrange 科技報橘
2020-10-05
胃潰瘍是常見的胃部疾病，不少人為此病所苦，然而傳統的藥物與胃視鏡療法皆有限制。近期，中國科學家打造微型 3D 列印機器人，能直接將活的胃壁與肌肉細胞印在胃上，有望成為胃潰瘍的新療法。研究團隊將論文發表在《Biofabrication》期刊上。
機器人尺寸不到 5 公分，能直接進入胃部列印細胞
科學界研究生物 3D 列印已久，目前有體外與體內兩種列印方式。體外列印因為仍須執行移植手術，因此感染風險較大，住院時間也較長。體內列印能用現有的微創手術技術，將 3D 列印工具從小切口中置入體內，印出新組織；但受限於設備體積，目前僅能用於皮膚或外側組織，難以進入消化道等內層器官。
為了降低治療消化道疾病的侵入性，北京清大研究團隊打造一款 3D 列印微型機器人。該機器人只有 3 公分寬，而收折後的長度只有 4.3 公分；進入到人體後，機器人會展開到 5.9 公分的長度，並執行 3D 列印。
在實驗中，研究團隊將機器人安裝在內視鏡上，並將它置入於透明的胃部模型內；接著，機器人將內含人類胃壁與肌肉細胞的凝膠列印到胃部模型中。列印出來的細胞，10 天後仍然保持活性並不斷增生。
參與實驗的教授徐弢（Tao Xu）表示，目前胃病可透過藥物治療，但是速度緩慢且未必有效；內視鏡手術只能修補較小的傷口，雖然內視鏡輸送的噴霧劑能止血，但對大面積傷口的效果有限。而 3D 列印有望彌補傳統方法的限制。徐弢補充道，該研究是人類首次將微型機器人與生物列印結合。
研究團隊嘗試將機器人縮小到 1.2 公分，並研究能在體溫下成型的凝膠
然而該 3D 列印技術受限於墨水特性。徐弢與研究團隊表示，列印用的凝膠只能在低溫下保持穩定，在體溫之下，它們就會過度液態化，以至於難以成型；研究團隊使用氯化鈣幫助凝膠成型，但有傷害人體組織的風險。
因此，研究團隊正在開發新種凝膠，期望它能在體溫下保持形狀，並能透過可見光固化。此外，研究團隊也嘗試將機器人縮小到 1.2 公分寬，並搭載相機與感測器，以執行更精細的手術。
俄亥俄州立大學副教授 David Hoelzle（未參與本次實驗）接受外媒《Scientific American》採訪時評論，徐弢的 3D 列印技術能用於優化手術，在器官上印上一層結構，讓它釋放藥物，或是保護器官，避免感染等等。
目前該技術僅用於實驗室，尚未執行臨床試驗，若要應用於人體治療，仍需要通過一連串的試驗。如果成功，將是病人的福音啊！
