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交醫(yī)生命科學(xué)中心 (交一生物材料與再生醫(yī)學(xué)技術(shù)中心)

交一生物材料與再生醫(yī)學(xué)技術(shù)中心專(zhuān)注于自體細(xì)胞與生物墨水在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。作為一種前沿的醫(yī)學(xué)技術(shù)，自體細(xì)胞能夠通過(guò)重新編程和分化，實(shí)現(xiàn)人體組織的再生與修復(fù)。而生物墨水則是一種含有活體細(xì)胞和生物材料的可注入液體，用于3D打印人體組織和器官。

中心的研究團(tuán)隊(duì)致力于開(kāi)發(fā)先進(jìn)的自體細(xì)胞分離、培養(yǎng)和擴(kuò)增技術(shù)，以提高自體細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用效果。同時(shí)，中心還研究設(shè)計(jì)創(chuàng)新的生物墨水，以解決人工器官和組織移植中的供給問(wèn)題。

中心與多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)、科研院所和企業(yè)展開(kāi)合作，共同推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和轉(zhuǎn)化。通過(guò)深入了解人體生物學(xué)特性和創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，中心為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化醫(yī)療和器官再生提供了有力的支持。

中心的目標(biāo)是在自體細(xì)胞和生物墨水研究方面取得突破性的進(jìn)展，并將其應(yīng)用于各種再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，包括組織工程、器官再生和藥物篩選。通過(guò)跨學(xué)科的合作和持續(xù)創(chuàng)新，中心致力于為人類(lèi)健康和醫(yī)學(xué)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。

自體細(xì)胞與生物墨水

3D自體細(xì)胞與生物墨水：改變未來(lái)的福音 自體細(xì)胞與生物墨水

導(dǎo)語(yǔ)： 在過(guò)去的幾十年里，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)讓我們目瞪口呆。其中一項(xiàng)突破性的技術(shù)就是自體細(xì)胞和生物墨水的使用。這些技術(shù)的發(fā)展正在改變著醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和藝術(shù)等領(lǐng)域，并有望為人類(lèi)帶來(lái)更健康、更美好的未來(lái)。本文將詳細(xì)介紹自體細(xì)胞和生物墨水的定義、原理以及應(yīng)用領(lǐng)域。

一、自體細(xì)胞是什么？ 自體細(xì)胞即來(lái)源于個(gè)體自身的細(xì)胞。這些細(xì)胞可以從體內(nèi)的骨髓、皮膚、脂肪等處收集，并經(jīng)過(guò)特定的處理方法后，用于治療傷害、再生組織或植入身體的其他部位。相比于傳統(tǒng)的治療方法，自體細(xì)胞治療具有更高的效果和更少的副作用。

二、生物墨水是什么？ 生物墨水是一種與細(xì)胞相容的材料，可用于3D打印出生物器官或組織。它由細(xì)胞和支持材料混合而成，具有良好的生物相容性，可以為細(xì)胞提供支持并促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化。生物墨水可以被精確地3D打印成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可用于修復(fù)受損的組織或器官。

三、自體細(xì)胞與生物墨水的應(yīng)用領(lǐng)域

醫(yī)學(xué)：自體細(xì)胞與生物墨水在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。例如，自體細(xì)胞可以用于治療骨折、軟組織損傷和關(guān)節(jié)退行性疾病等。生物墨水可以用于打印人工皮膚、血管、骨骼和器官等，為醫(yī)療技術(shù)提供了全新的可能性。

美容：自體細(xì)胞注射已被廣泛應(yīng)用于美容行業(yè)。通過(guò)注射自體細(xì)胞，可以改善皮膚質(zhì)量、減少皺紋和疤痕，并增強(qiáng)面部輪廓。生物墨水的應(yīng)用也為修復(fù)和重塑面部提供了創(chuàng)新的方法。

藝術(shù)：自體細(xì)胞和生物墨水還可以在藝術(shù)創(chuàng)作中發(fā)揮重要作用。例如，一些藝術(shù)家使用自己的細(xì)胞或動(dòng)物的細(xì)胞來(lái)創(chuàng)作獨(dú)特的藝術(shù)品。此外，通過(guò)使用生物墨水打印出復(fù)雜的藝術(shù)品，人們可以欣賞到以前難以想象的壯麗作品。

結(jié)語(yǔ)： 自體細(xì)胞與生物墨水的應(yīng)用正迅速發(fā)展，將為醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和藝術(shù)等領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變革。隨著技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和研究的深入，我們有望在未來(lái)見(jiàn)證更多關(guān)于自體細(xì)胞和生物墨水的驚人發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。這些技術(shù)的推廣將為人類(lèi)的健康和美容帶來(lái)全新的希望，同時(shí)也為藝術(shù)創(chuàng)作打開(kāi)了全新的可能性。

參考資料：

M. M. Stevens等（2006），"Tissue Engineering," Chapter 45 in The Immune Response, Academic Press.

P. W. Zandstra和M. Amit（2003），"Stem Cel-Enriched Populations," in Methods in Enzymology, Elsevier.

M. S. Junaid等（2020），"Advanced Applications of 3D Bioprinting Technology: Tissue/Organ Regenerative Medicine and Cancer Research," in Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, Frontiers Media SA.

郝永強(qiáng)，醫(yī)學(xué)博士，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院骨科主任醫(yī)師，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家。上海市衛(wèi)建委重點(diǎn)專(zhuān)科生物醫(yī)用材料學(xué)科帶頭人、上海市醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)臨床轉(zhuǎn)化工程研究中心主任、上海骨科創(chuàng)新器械與個(gè)性化醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究中心主任、骨科行政副主任。

秉承 “理念為先，創(chuàng)新引領(lǐng)；以臨床需求為導(dǎo)向，以臨床轉(zhuǎn)化為牽引，依托國(guó)際前沿技術(shù)，醫(yī)工合作，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”。近年來(lái)，主持國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（3D打印個(gè)性化硬組織重建植入器械）、科技部“863”（高強(qiáng)韌醫(yī)用鎂合金材料）與“973”（新型醫(yī)用材料的功能化設(shè)計(jì)及生物適配）子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金等國(guó)家級(jí)課題7項(xiàng)；主持上海市高峰學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目、上海市臨床重點(diǎn)專(zhuān)科項(xiàng)目、上海市申康醫(yī)院發(fā)展中心新興前沿技術(shù)項(xiàng)目及疑難疾病精準(zhǔn)診治攻關(guān)項(xiàng)目、上海市科委醫(yī)學(xué)領(lǐng)域科技支撐項(xiàng)目等省部級(jí)課題12項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外知名學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表研究論文145余篇，其中，SCI論文62篇，以第一/通訊作者在Adv Funct Mater（3篇，IF:16.8）、Mol Cancer（1篇，IF 15.3）、Biomaterials（3篇，IF:10.3）等，已獲國(guó)家專(zhuān)利授權(quán)47項(xiàng)，獲計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)3項(xiàng)。

創(chuàng)建3D打印個(gè)性化病變模型、個(gè)性化手術(shù)輔助導(dǎo)板及個(gè)性化3D打印金屬重建假體的“三位一體”個(gè)性化醫(yī)療模式及骨腫瘤精準(zhǔn)切除與個(gè)體化重建的關(guān)鍵技術(shù)體系，研究成果居于世界先進(jìn)水平。

自主研發(fā)的3D打印個(gè)性化骨盆重建假體獲國(guó)內(nèi)首張備案許可證。分別以第1完成人獲上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（ 2018年 ）、中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)（2019年）、高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（2022）、上海市康復(fù)醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（ 2016年 ）各一項(xiàng)，獲中國(guó)高校科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（ 2001年 ）、中華醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)（ 2002年 ）（第5完成人）、上海市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)（ 2004年 ）（第2完成人）各一項(xiàng)。獲《科學(xué)中國(guó)人》年度人物（ 2018年 ）；獲第三屆、第四屆全國(guó)骨科中青年優(yōu)秀論文評(píng)選大會(huì)優(yōu)秀論文獎(jiǎng)各一次；成功入圍國(guó)家工信部、國(guó)家藥監(jiān)局第一批生物醫(yī)用材料“揭榜掛帥”榜單（2023年）等。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)3 D打印創(chuàng)新中心從上世紀(jì)80年代始與上海交通大學(xué)機(jī)械工程系合作，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于骨科個(gè)性化植入物研發(fā)領(lǐng)域，早期在3D打印病變模型上進(jìn)行假體設(shè)計(jì)、手術(shù)規(guī)劃和在模型上進(jìn)行手術(shù)模擬、假體安裝演練等。隨著金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展, 上海九院對(duì)金屬3D打印直接制造植入醫(yī)療器械進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，證實(shí)了3D打印鈦合金結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、多孔鈦合金結(jié)構(gòu)的骨整合效果，并找到了最適合骨生長(zhǎng)的孔隙率。2014年3月，上海九院戴尅戎院士、郝永強(qiáng)教授在國(guó)際上首次將自主研發(fā)的金屬3D打印個(gè)性化骨盆假體用于骨盆腫瘤切除后保肢重建手術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從“削足適履”到“量體裁衣”的質(zhì)的飛躍， 3D打印個(gè)性化重建假體在形態(tài)、力學(xué)、生物學(xué)三方面均與患者適配。創(chuàng)建了基于3D打印的3D打印病變模型、3D打印手術(shù)輔助導(dǎo)板以及3D打印個(gè)性化金屬重建假體的“三位一體“個(gè)性化治療模式，目前已廣泛應(yīng)用于髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、指（趾）間關(guān)節(jié)、胸骨、等腫瘤或復(fù)雜骨關(guān)節(jié)疾病的個(gè)性化治療，并推廣應(yīng)用于口腔科、整形外科、眼科、血管外科、神經(jīng)外科等學(xué)科。多年的合作研究，上海九院和上海交通大學(xué)合作培養(yǎng)了大量醫(yī)工交互的人才，形成了“醫(yī)工合作”個(gè)性化治療團(tuán)隊(duì)。

2013年，成立國(guó)內(nèi)醫(yī)院首家醫(yī)學(xué)3D打印創(chuàng)新研究中心，包括3D打印接診中心、醫(yī)學(xué)3D打印創(chuàng)新研究中心、生產(chǎn)與后處理中心。重點(diǎn)圍繞醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和轉(zhuǎn)化，通過(guò)“醫(yī)工結(jié)合“，為臨床醫(yī)生和患者提供一個(gè)創(chuàng)新醫(yī)療器械和技術(shù)研發(fā)及臨床轉(zhuǎn)化平臺(tái)。中心在戴尅戎院士和郝永強(qiáng)教授的帶領(lǐng)下，以臨床需求為導(dǎo)向、快速實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化為宗旨，秉承數(shù)字化、個(gè)體化、精準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化的先進(jìn)醫(yī)療理念，已建設(shè)成為國(guó)內(nèi)一流的3D打印醫(yī)工交叉研發(fā)基地、醫(yī)學(xué)應(yīng)用示范基地、科研成果轉(zhuǎn)化、學(xué)術(shù)交流、人才培養(yǎng)基地。戴尅戎院士、郝永強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)利用醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)制備的個(gè)性化模型、導(dǎo)板和植入體”三位一體”實(shí)現(xiàn)了骨腫瘤的精準(zhǔn)切除和個(gè)性化功能重建，創(chuàng)建復(fù)雜髖臼周?chē)桥枞睋p分型并研發(fā)相應(yīng)個(gè)性化重建假體，使得該領(lǐng)域研發(fā)及應(yīng)用達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。近年來(lái)，通過(guò)建立上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)3D打印創(chuàng)新研究中心全國(guó)聯(lián)盟及分中心、舉辦系列學(xué)習(xí)班、利用互聯(lián)網(wǎng) 3D打印、遠(yuǎn)程會(huì)診等將該項(xiàng)國(guó)際醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)推廣至全國(guó)26個(gè)省、直轄市或自治區(qū)，造福更多病患。