可攝入設備或能幫助患者從內部愈合打印機 。

當人們聽到“生物打印機”一詞時，腦海中通常會浮現出在明亮實驗室里嗡嗡作響的笨重臺式設備打印機 。但洛桑聯邦理工學院工程學院的研究人員正在徹底改變這一印象，他們研制出了號稱全球首款藥丸大小的“可攝入生物打印機”。

通過利用磁力和紅外激光，研究人員演示了如何遠程引導一個膠囊（約等于一粒大號處方藥丸的大小）移動至胃腸道的潰瘍處打印機 。就位后，打印機會釋放活體“生物墨水”以促進健康細胞修復。早期測試表明，這種微型生物打印機有助于愈合胃腸組織損傷，甚至可能封住出血點，且完全無需侵入性手術。研究人員表示，盡管仍處于測試初期，該模型有望成為全新非侵入性治療模式的“基礎”。

這項研究詳情本周發表于《先進科學》期刊打印機 。

“通過將原位生物打印機的原理與智能膠囊的藥物釋放概念相結合，我們得以構想出一類新型設備：藥丸大小、可吞咽的生物打印機打印機 。”先進制造技術實驗室負責人維韋克·蘇布拉馬尼安在一份聲明中表示。

設計果凍豆大小的打印機

可攝入生物打印機的構想源于胃腸道疾病治療領域的重大瓶頸打印機 。2019年全球約256萬人死于這類疾病，其中許多與炎癥性腸病和潰瘍性結腸炎相關。現有治療方案通常側重于控制癥狀而非解決根源問題——即潛在的組織損傷。這是因為手術修復這類損傷往往需要侵入性操作，但開腹手術并非小手術，通常涉及具有潛在風險的麻醉，并會顯著增加感染概率。

若有一種療法能從內部修復組織呢？這正是藥丸大小生物打印機的用武之地打印機 。首先需要厘清術語：研究者在論文中將生物打印機定義為“本質上是一種沿至少兩個軸移動以排列生物材料的受控分配器”。基于這一定義，他們研制出彈簧驅動型生物墨水膠囊，并將其命名為“磁腔內沉積系統”。

該系統的設計原理酷似圓珠筆的彈簧結構打印機 。膠囊內填充海藻提取的“生物墨水”，部署后可形成健康細胞生長的支架。通過內部彈簧推進墨水釋放（類似按壓圓珠筆出墨的機制），彈簧隨后復位。研究人員表示，完成打印后醫生可用磁導系統“經同一口腔路徑”收回膠囊。

該系統的創新性在于整個流程無需任何內置電子設備或連接體外的線纜打印機 。植入膠囊的小型磁鐵允許手術室中的外部機械臂“駕駛”打印機抵達目標位置。就位后，醫生從體外近紅外激光照射即可激活彈簧裝置。

墨水排出后會在損傷組織周圍按預設軌跡覆蓋，確保最大化保護打印機 。對于潰瘍創面，墨水既能隔絕胃液侵蝕，還可混合藥物加速愈合。研究團隊在模擬胃組織的人工潰瘍上進行了測試，并模擬出血場景進行驗證。結果顯示，這款可攝入生物打印機能擠出密封劑誘導凝血，有效閉合模擬出血點。

“在受控實驗室環境中，我們負載細胞的生物墨水能保持結構完整性超過16天，這表明其有潛力作為‘微生物反應器’，通過釋放生長因子募集新細胞促進傷口愈合打印機 。”博士生桑杰·馬諾哈蘭在聲明中介紹。

突破腸道應用的邊界

研究人員期待這種新型治療遞送方法未來能應用于多種疾病的治療——不僅限于胃腸道疾病，還包括其他原本需要侵入性手術的病癥打印機 。他們正計劃將測試范圍擴展至腹腔外的血管及其他組織，這可能需要為膠囊配備更強磁體以擴大操控范圍。

但目前尚未明確這種生物打印機技術何時（或能否）進入公眾醫療領域打印機 。仍需進行人體臨床試驗，且即使成功，距離成為可靠治療選項仍有漫漫長路。盡管如此，研究團隊堅信該系統“為非侵入性生物打印技術的未來發展奠定了核心工程原理”。

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