突破性進展!美國科學家用新型生物墨水3D打印出人類胰島,為治療Ⅰ型糖尿病帶來新希望【附3D打印行業市場分析】
近日,美國維克森林大學領銜的國際研究團隊在生物打印領域實現重大突破——利用新型生物墨水3D打印出功能性人類胰島,為治療Ⅰ型糖尿病帶來了新希望。這項成果在2025年歐洲器官移植學會大會上首次發布,被視為再生醫學領域的重要成果。
胰島是胰腺中負責分泌胰島素等激素的細胞群,對于調節血糖水平至關重要,其功能缺陷是Ⅰ型糖尿病的根源。糖尿病患者由于胰島功能受損,需要通過外部注射胰島素來控制血糖。3D打印技術在生物醫學領域的應用為胰島移植和糖尿病治療提供了新的可能性。
傳統治療依賴外部注射胰島素,而胰島移植因供體短缺和免疫排斥問題難以普及。此次研究中,團隊采用海藻酸鹽與脫細胞人類胰腺組織制成的定制生物墨水,結合CELLINK® BIOX 3D生物打印機,成功打印出高密度、結構穩定的三維胰島。實驗顯示,這些人工胰島在體外保持高細胞存活率,胰島素分泌功能正常;植入糖尿病模型小鼠后,90天內血糖水平持續穩定,治療效果顯著。
此次突破不僅為解決胰島供體短缺提供了方案,更驗證了定制生物墨水的普適性——其結合天然聚合物的生物相容性與脫細胞外基質的結構支撐性,為組織工程和再生醫學提供了新范式。未來,患者或可通過個性化3D打印獲得“量身定制”的胰島組織,徹底改變糖尿病治療模式。
3D打印行業是一種革命性的制造技術領域,被視為未來制造業的重要發展方向之一。通過逐層疊加材料實現數字模型實體化,其革命性在于突破傳統制造的復雜結構限制,并大幅降低定制化成本。近年來,該技術從工業制造向醫療、航空、建筑等領域滲透,成為全球制造業升級的核心驅動力。
在醫療領域,3D打印已應用于假肢定制、骨骼修復甚至器官芯片開發。此次胰島打印的成功,標志著生物3D打印從“結構復制”邁向“功能再生”,為復雜器官構建奠定基礎。
加州理工學院醫學工程教授高偉認為,未來在人工智能的幫助下,有望實現運動器官中自主觸發高精度打印,為復雜病癥的治療帶來新的希望。不過,要將體內3D打印技術應用于臨床實踐,仍需克服在復雜人體環境中實現精準定位和打印,以及提高生物墨水的安全性和有效性等挑戰。
目前,全球3D打印產業競爭激烈,中國雖起步較晚,但通過“十四五”規劃對關鍵核心技術的重點布局,已實現后來居上。根據工信部的統計數據,2023年,中國3D打印產業規模達400億元,同比增長25%。
前瞻產業研究院認為,隨著3D打印產品在已有場景中應用規模進一步擴張,以及新場景、新應用的不斷開拓,預計2029年中國3D打印設備的市場規模將超1200億元,2024-2029年復合年均增長率約為19.5%。
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更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國3D打印行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》
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