3D打印肺組織用于深入科研有毒化學(xué)蒸氣對(duì)人類(lèi)健康的潛在影響

2025年2月10日，美國(guó)國(guó)土安所有（DHS）科學(xué)技術(shù)局（S&T）與化學(xué)安全分析中心（CSAC）及維克森林再生醫(yī)學(xué)科研所（WFIRM）合作，正在致力于將人體肺細(xì)胞和組織3D打印至微芯片上，以便進(jìn)行高級(jí)有毒化學(xué)品害處分析。

△科研人員采用3D打印技術(shù)用于深入科研化學(xué)氣體對(duì)人體的損傷

氨和氯等化學(xué)物質(zhì)極為危險(xiǎn)，尤其是對(duì)港口和工廠工人而言。這些化學(xué)物質(zhì)依然是美國(guó)運(yùn)輸量最大的化學(xué)品之一，因此呢意外泄漏或惡意運(yùn)用形成重大威脅。

在應(yīng)對(duì)事故時(shí)，急救人員可能面臨巨大危害，接觸這些化學(xué)物質(zhì)可能帶來(lái)即時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間的健康危害。S&T的目的是經(jīng)過(guò)理解并減輕這些害處，守護(hù)公眾安全。

經(jīng)過(guò)國(guó)家威脅、害處和危害概率分析（PANTHR）計(jì)劃中的化學(xué)威脅表征（CTC）項(xiàng)目，器官芯片（OOAC）科研能夠精確地科研有毒物質(zhì)對(duì)人體肺組織的影響。

CTC項(xiàng)目經(jīng)理Theresa Pennington暗示：“咱們與維克森林科研所的合作對(duì)器官芯片科研至關(guān)重要。經(jīng)過(guò)咱們的OOAC計(jì)劃，咱們3D打印肺器官組織等效物（OTE）到微芯片上，并將它們暴露于有毒蒸汽中。咱們選取這種辦法是由于OTE比任何其它辦法更精確地模擬了人體肺組織對(duì)氣態(tài)化學(xué)劑的反應(yīng)。”WFIRM項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人Sean Murphy博士彌補(bǔ)道：“全部微芯片尺寸僅1×2英寸，乃至更小。OTE位置于可滲透膜內(nèi)，類(lèi)似于真實(shí)的肺，內(nèi)含微小管道，空氣經(jīng)過(guò)這些管道流動(dòng)。這些管道直徑約為60微米，與人類(lèi)頭發(fā)的厚度相近。含有有毒化學(xué)蒸汽的空氣被泵入管道，模擬吸入煙霧。此時(shí)，毒素與管內(nèi)細(xì)胞出現(xiàn)相互功效。”

△3D打印肺組織用于化學(xué)害處科研

經(jīng)過(guò)將OTE暴露于特定濃度的有毒物質(zhì)，科研人員能夠科研獨(dú)特的損害特征。準(zhǔn)確識(shí)別物質(zhì)和暴露水平針對(duì)即時(shí)供給醫(yī)療干涉和守護(hù)社區(qū)免受大規(guī)模健康危險(xiǎn)至關(guān)重要。Pennington說(shuō)彌補(bǔ)道：“這項(xiàng)科研可能是獨(dú)一一種方式，能夠確定個(gè)體是不是暴露于有毒物質(zhì)，并認(rèn)識(shí)這種暴露可能帶來(lái)的短期和長(zhǎng)時(shí)間健康影響。期盼它還能為醫(yī)療人員供給決策支持，以便為病人制定最佳治療方法。”CSAC高級(jí)科研員Rabih Jabbour總結(jié)道：“咱們期望這項(xiàng)關(guān)于人類(lèi)接觸毒素后反應(yīng)的科研將有助于將來(lái)設(shè)計(jì)和研發(fā)有效的醫(yī)療對(duì)策，以減輕乃至可能逆轉(zhuǎn)這些毒素和其它毒素的影響，從而挽救生命。”總的來(lái)講，這項(xiàng)創(chuàng)新科研標(biāo)志著3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)行業(yè)的又一重要應(yīng)用，展示了它在提高公共安全和健康守護(hù)方面的巨大潛能。隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，預(yù)計(jì)將來(lái)將有更加多類(lèi)似的3D打印應(yīng)用顯現(xiàn)，以應(yīng)對(duì)各樣環(huán)境和健康挑戰(zhàn)。

內(nèi)容源自：北極熊3D打印

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