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全世界每年有数百万人因疾病、外伤或受伤而遭受组织损伤。在外科手术过程中，医疗专业人员主要使用缝线来促进组织愈合。然而，手术过程中的失败会导致并发症并可能导致感染。2023年3月11日，为解决组织修复的医学操作问题，澳大利亚的研究人员开发了一种微型、灵活的机械臂，可以使用 3D生物打印直接修复受损的人体组织或器官。该项研究题为“AdvancedSoft Robotic System for In Situ 3D Bioprinting and Endoscopic Surgery”的论文被发表在《Advanced Science》期刊上。
相关论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202205656
医疗部门越来越多地将 3D 打印用于研究和手术。事实上，许多 3D 生物打印项目已经启动，以复制细胞结构、人体器官或支持对严重疾病的研究。它还可以用于其他领域，例如化妆品。以美容公司Chanel为例，该公司创建了3D 生物打印皮肤来研究皮肤状况，以改进其产品线。
△F3DB 3D 生物打印机具有多项功能（图片来源：新南威尔士大学）
F3DB――微型 3D 生物打印机
在 Thanh Nho Do 博士和Mai Thanh Thai 博士的领导下，研究团队开发出了一种被称为 F3DB 的设备，这是一种微型、灵活的3D生物打印机。他们将 F3DB 设计为通过小切口或自然开口插入体内，然后可以将生物材料应用于内部器官和组织的表面。该解决方案包括一个连接到可遥控机械臂末端的三轴旋转打印头。可以对喷嘴进行编程以打印预先设计的形状，但也可以手动操作以进行更复杂的操作。
△F3DB从动机械手的详细设计
此外，研究人员表示，F3DB 可用于结肠、胃、心脏和膀胱等难以触及的身体部位，这是目前的手术设备无法做到的。F3DB 的最小原型具有与传统内窥镜相似的尺寸，约为 11-13 毫米。然而，研究团队表示，他们正在为未来的医疗应用开发更小的产品。此外，根据研究人员的说法，3D 生物打印机可以使用内窥镜粘膜下剥离过程去除某些癌症，包括结肠癌。后者是一种技术，包括去除受癌性病变影响的器官或组织的一部分。在这种情况下，操作者使用喷水器清洁癌变表面。
到目前为止，研究人员已经在人造结肠内部和猪肾脏表面的多种材料中测试了他们的设备。他们发现打印过程不会对细胞产生负面影响。下一步是在活体动物身上测试该设备，并为 F3DB 添加其他功能，例如集成摄像头和重建体内移动组织图像的系统。在5-7年内，澳大利亚新南威尔士大学的工程师团队希望医疗专业人员能够采用这项技术来彻底改变他们进行手术的方式。
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