我們已經(jīng)看到了用于在骨頭上吸取新細(xì)胞并打印皮膚以幫助燒傷傷口的手持式生物打印機(jī)，現(xiàn)在，來(lái)自中國(guó)清華大學(xué)的一對(duì)研究人員開(kāi)發(fā)了一種生物打印機(jī)器人，該機(jī)器人可以從人體內(nèi)部治療胃部傷口。徐濤教授和博士生趙文祥共同創(chuàng)造了一個(gè)原型機(jī)器人，該機(jī)器人足夠小，可以通過(guò)內(nèi)窺鏡插入患者的胃中進(jìn)行治療。他們?cè)凇渡镏圃臁冯s志上發(fā)表了一篇關(guān)于其工作的論文，題為“用于原位體內(nèi)生物打印的初步工程：一種用于在胃?jìng)诓课贿M(jìn)行原位體內(nèi)生物打印的新型微生物打印平臺(tái)”。
如果不及時(shí)治療，一個(gè)人的胃壁上的開(kāi)放性傷口會(huì)變得非常嚴(yán)重，甚至需要進(jìn)行手術(shù)。“柳葉刀研究表明，胃壁損傷是消化道最常見(jiàn)的疾病之一，全世界約12％的人口在不同程度上患有胃壁損傷。最近的研究表明，常見(jiàn)的胃壁損傷的主要原因是幽門(mén)螺桿菌在消化道內(nèi)部對(duì)粘膜的保護(hù)作用減弱。徐教授和趙教授在論文中寫(xiě)道，主流治療方法包括保守藥物和外科治療。“目前，關(guān)于將生物打印技術(shù)應(yīng)用于胃道組織修復(fù)的研究很少，但這是一個(gè)值得探索的領(lǐng)域。為了進(jìn)行體內(nèi)原位生物打印，第一步是開(kāi)發(fā)可用的微型生物打印機(jī)，在此基礎(chǔ)上，我們可以繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)研究，以創(chuàng)建具有生物活性的組織。本文是研究通過(guò)原位體內(nèi)生物打印修復(fù)組織的新方法的第一步。”
分揀機(jī)器人典型應(yīng)用他們共同創(chuàng)建了一個(gè)微型生物打印平臺(tái)，該平臺(tái)足夠小，可以安裝在內(nèi)窺鏡上，因?yàn)椴迦霑r(shí)它實(shí)際上可以折疊成更薄的自身版本，然后在內(nèi)部打開(kāi)后就可以到達(dá)特定位置為了完成原位3D打印以治療傷口。據(jù)了解，平臺(tái)的工作空間的投影應(yīng)該大于平臺(tái)的橫截面面積，因此，平臺(tái)可以有盡可能多的工作空間，同時(shí)仍可以將其最小化。這就是研究人員選擇Delta機(jī)器人的原因，這意味著它的頭部由移動(dòng)的平臺(tái)和固定的剛性底座組成，并由彼此獨(dú)立移動(dòng)的三個(gè)手臂或運(yùn)動(dòng)鏈圍繞。
物流分揀機(jī)器人參數(shù)每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈由一個(gè)驅(qū)動(dòng)臂和一個(gè)被動(dòng)臂組成，它們通過(guò)球形鉸鏈連接。后者由平行四邊形閉環(huán)組成，以保持移動(dòng)平臺(tái)水平移動(dòng)。但是，在這種微型平臺(tái)上很難處理球形鉸鏈，因此我們使用PC-MEMS技術(shù)創(chuàng)建了兩個(gè)垂直旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)由兩個(gè)剛性層和一個(gè)具有撓性旋轉(zhuǎn)軸的柔性層組成，以代替原來(lái)的球形鉸鏈。運(yùn)動(dòng)鏈。
快遞分揀機(jī)器人的設(shè)計(jì)功能自動(dòng)化分揀機(jī)器人的功能銷(xiāo)售分揀機(jī)器人公司一旦平臺(tái)將其自身向下折疊以進(jìn)入體內(nèi)，然后其三個(gè)臂引導(dǎo)管子，該管子將兩種不同類(lèi)型的水凝膠生物墨水?dāng)D壓成兩個(gè)獨(dú)立的層，以構(gòu)建覆蓋胃?jìng)诘闹Ъ堋Ｒ环N生物墨水包含人胃上皮細(xì)胞，另一種具有人胃平滑肌細(xì)胞。為了測(cè)試平臺(tái)完成生物打印任務(wù)的能力，徐教授和趙教授確定需要“執(zhí)行組織支架所需的基本軌跡”，并為他們的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)了胃模型。他們使用MaterializeMimics軟件重建人胃的CT數(shù)據(jù)，并使用立體光刻技術(shù)從透明樹(shù)脂和模仿內(nèi)窺鏡的彎曲管中打印出模型。這對(duì)夫婦將他們的生物打印平臺(tái)固定在管道上，并在其中安裝了23號(hào)針頭，該針頭通過(guò)聚四氟乙烯管連接到注射器，以減少實(shí)際擠出過(guò)程中的摩擦。
“我們以?xún)煞N方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。首先，用人胃和內(nèi)窺鏡的生物模型模擬該過(guò)程的插入和打印操作元素。其次，我們?cè)诩?xì)胞培養(yǎng)皿中進(jìn)行了生物打印測(cè)試，以測(cè)試該設(shè)備在生物打印活細(xì)胞和修復(fù)傷口方面的有效性。“為期10天的細(xì)胞培養(yǎng)表明，打印的細(xì)胞保持高活力和穩(wěn)定的增殖，這表明打印的組織支架中的細(xì)胞具有良好的生物學(xué)功能。”兩層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，纖維光滑，八層腳手架輪廓清晰，形狀保真度高，同時(shí)又足夠小，可用鑷子撿起。在實(shí)驗(yàn)成功的同時(shí)，他們?nèi)匀恍枰晟葡到y(tǒng)，例如使機(jī)器人的3D打印平臺(tái)變得更小，并進(jìn)一步改善生物墨水。他們總結(jié)說(shuō)：“相應(yīng)的內(nèi)窺鏡和其他部件也將被設(shè)計(jì)和集成，以實(shí)現(xiàn)原位體內(nèi)生物打印。”
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