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旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症
旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症
2016/11/7 7:57:47 | 浏览:1230 | 评论:0

癌症似乎正在变得越来越常见,几乎每个人的亲朋好友中都有受到影响的。不过,抵御癌症的医学技术也日新月异。位于美国 旧金山的新创公司Miroculus也在开发新的技术。利用了3D打印,Miroculus制造出了一款简单易用的验血装置,叫做Miriam。它可以从一份很小的血样中检测出十几种癌症。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

Miriam检测装置

这项技术基于小分子RNA,这些小分子RNA就像签名一样,不同器官在不同的状态下会产生特定组合的小分子RNA。所以每种癌症都有自己特定的小分子RNA组合。

他们为此专门建立了小分子RNA数据库Loom.bio,全世界的科学家和医生都可以使用。

通过拥有自主专利的生化反应混合物,Miriam可以迅速地从血样中提取小分子RNA。

随后使用独特的数码微流体技术,在血样被加入96孔板后,每个孔可以检测不同的小分子RNA。

将这些结果综合在一起后就得到了患者的小分子RNA签名,以此便可诊断早期癌症。

他们在2014年就推出了原型产品,医生只需准备血样。然后从加样到打出结果报告全部自动完成。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

  原型产品

随后更进一步,使用3D打印技术制造出了更低价的产品——芯片上的实验室Miriam。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

  Miriam

Miriam的第一个测试对象是胃癌患者。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

  使用Miriam检测胃癌

因为胃癌高发在发展中国家。而早期诊断可以将5年存活率从不到50%提高到90%。

在4个国家650名病人中进行的初步临床试验取得了良好的效果。

并且从这些数据中可以继续改进这款装置的表现。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

  胃癌初步数据

预计胃癌检测产品2018年即可上市。

胃癌检测只是一个开始,针对肺癌和卵巢癌的检测装置也取得了不错的效果。

Miroculus希望用这个低价高效的3D打印装置帮助发展中国家的医生和患者获得更早的诊断和更好的治疗。

他们的管理团队是名副其实的多国部队,首席执行官Alejandro Tocigl来自智利,首席科学官Fay Christodoulou博士来自希腊,首席技术官Jorge Soto来自墨西哥,首席运营官Irena Barbulovic-Nad博士来自塞尔维亚。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

  管理团队,左起:CEO Tocigl, CSO Christodoulou,CTO Soto

正如首席执行官Alejandro Tocigl所说,

“我们的装置比现有的方法更快速更廉价,可以极大地降低健保领域的支出。”

“我们的目标始终只有一个,一款可以在分子水平检测各种疾病的验血装置。”

 

3D打印肾脏重要结构接近真实功能

 

据麻省理工学院《技术评论》网站19日报道,哈佛大学材料科学家和生物工程教授詹妮弗路易斯的实验室利用3D打印技术制造出人体肾脏中近端小管,这是组成肾脏基本功能单位的最重要结构,其功能几乎与健康肾脏中的近端小管完全一致。新人工组织可用来从体外帮助肾脏功能受损的患者,以及在药物研发中测试新药毒性,向获得可移植人工肾脏迈出了重要一步。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

研究人员一直在试图制造人工肾脏,但20多年过去,仍无法攻克人体肾脏复杂的三维结构和内部蜂窝状构造带来的巨大挑战。近端小管是肾小管中最长最粗的一段,是原尿中几乎全部葡萄糖、氨基酸和蛋白质以及大部分水、离子和尿素等物质的“重吸收”场所。

全新人工近端小管组织是路易斯实验室利用他们早期开发出的创新性生物打印技术制造出来的。生物打印技术利用多种不同的凝胶状“墨水”,打印完毕后取出墨水,留下中空管道,再向空管内加入细胞,就可发育出想要的组织。该技术可用来打印人体不同组织内的复杂结构,包括维持组织活性的血管系统。

全世界罹患慢性肾病的人口高达10%,其中数百万患者需要靠透析维持生命,但透析机毕竟不能代替肾脏,往往让病人非常痛苦。他们希望能通过肾脏移植解除痛苦,但因肾源短缺,每年只有1.6万人能有幸接受肾移植。路易斯表示,有了人造近端小管,理论上就可以合成出整个肾脏,或许再过几年,3D打印肾脏就可供患者移植了。

目前,3D打印近端小管具有广泛的医学用途,比如,可构造测试药物效果的体外模型;可用来开发帮助肾透析患者的体外装置;另外,大约20%的药物因对肾脏具有毒性而在人体临床试验中失败,用人工肾脏组织体外检验药物毒性可避免人体临床试验的巨大耗费等。

一面是许许多多等待器官移植的患者身处煎熬之中,一面是捐献器官的数量异常稀缺。所以人们寄希望于生物3D打印技术解决燃眉之急,尽管它也有打印精度不足、细胞粗糙等问题,但不断涌现的成果正在步步推动这一技术前进。最乐观的估计,一颗可供移植的3D打印肾脏,或许用不了十年时间就能走上实际应用之路。

 

3D打印技术帮助医生分开头部相连的连体儿

 

3D打印技术正在帮助一位外科医生为一台极端复杂的外科手术做准备。这台手术的目的是要将一对头部相连的连体双胞胎——Anias和Jadon——分离开来。据悉,这台手术将在纽约的Montefiore医院举行。科学地讲,这样一对连体双胞胎堪称生命的奇迹。据称,每250万个新生儿中才会出现一对头部连体的双胞胎。其中40%会胎死腹中,还有1/3会在降生24小时内死亡,而且这样的孩子有80%会在前两岁以前死亡。

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如今,Anias和Jadon还在13个月大的时候,他们的父母不得不做出一个痛苦的决定——要将他们分开,尽管这会使他们有生命危险。据天工社了解,手术费用高达250万,其中的风险不言而喻,不过好在医生们也不是全无准备,3D扫描和3D打印技术对手术的成功有了更大的把握。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

James Goodrich可以说是世界上最好的神经外科医生之一了。而且他在分离连体婴儿方面也经验丰富。在此之前,他曾经进行过6次连体婴分离手术,并为其他13例这样的手术做过顾问。

如今,他已经利用3D扫描对两个孩子进行了充分的了解。而且,在最近几年,他已经习惯于制造一系列的3D模型以帮助他规划困难的手术,这次手术他显然也会这么做。

据悉,这两个男孩共享着1.5-2英寸的脑组织,预计整个手术可能需要20多个小时。像这样复杂的手术最容易出现的是脑损伤,而且死亡的风险非常大。因此,医生如果不能通过屏幕和3D打印的实体模型一次又一次地模拟整个过程,从而对手术中的所有可能情况了然于胸的化,男孩们的存活几率会大大降低。

旧金山的 Miroculus 3D打印装置快速检测癌症

Goodrich一旦将两个孩子分离开后,整形外科医生Oren Tepper博士会立即接手,他将会重建孩子们的头骨。借助大量的3D扫描数据和3D打印的模型,这两位外科医生花了几个月的时间进行规划和练习。此外,他们还跟3D Systems公司合作,借助后者的技术,这两位外科医生在手术前一周在虚拟环境中模拟了整个手术过程。

如今,手术还没有开始,Goodrich就已经对如何处理最大的问题——两个孩子共享的复杂血管簇——了然于胸。这是整个手术的关键。但是至少Goodrich已经在规划阶段无数次地排练了这个手术。他对血管、周围的区域以及需要下刀的为此都进行了详细扫描并制作出3D模型。

“以前,当你做这样的重建手术,往往很多东西都要靠猜测。”Goodrich说:“但是如今借助新技术,你不用再猜了。”

四个组织扩张器在男孩们新头骨的确切位置被映射了出来。这都是虚拟完成的,可以使医生了解到是否有足够的皮肤完成之后的整形手术。它还能帮助医生找到最佳的位置来放置扩张器。这减少了感染的机会,也提升了手术成功的概率候。

“这些在以前都是不可能有的。”Tepper 说:“这是迄今第一次使用。”

另外,尽管250万美元的手术费用大部分会由保险公司承担,但是其中仍然有10万美元的缺口。幸运的是在GoFundMe上的一个募资活动已经为这个家庭募集了12.4万美元。如今整个世界都在期待着Goodrich和Tepper能够成功完成这次史无前例的手术

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