2021年2月24日，南极熊获悉，加拿大麦克马斯特大学和滑铁卢大学的科学家们，已经3D打印出了一个活体模型，能够模拟吸食大麻对人体肺部的影响。
通过在 "体外暴露系统"（IVES）中加载上皮细胞，并将其暴露在大麻中，团队已经能够准确地描绘出人体对大麻的不良反应。在取得初步成功后，研究人员现在已经将他们的大麻监测装置开源，以进行更广泛的研究。
△研究人员的3D打印IVES装置（如图）已经证明，大麻对吸烟者的免疫系统不利，图片来自 ERJ Open Research期刊
虽然我们的肺部经常接触到细菌和病毒，但人体已经形成了强大的免疫反应，以防止我们生病。我们呼吸道上的上皮细胞是这种防御的重要组成部分，它们会产生粘液以及抗病毒细胞因子，当被哮喘等疾病破坏时，它们就会出现功能障碍，给受影响的患者带来呼吸困难。
加拿大科学家认为，吸食大麻也构成了类似的 "肺部攻击"，它会导致咳嗽、喘息和胸闷等症状。因此，在许多人考虑将大麻合法化用于医疗用途时，对吸食大麻的影响形成精确的理解，除了为政府政策提供参考外，对识别潜在的警告信号也是至关重要的。
在烟草烟雾研究方面，体外测试模型已经是一个重要的工具，但鉴于成本、不准确等问题，很少在同等的大麻研究内使用。因此，为了克服这一问题，科学家们决定3D打印一种新型IVES系统，目的是让非专业实验室尽可能地使用它。
△研究人员通过让它 "吸食 "大麻来测试他们的设备，图片来自ERJ Open Research期刊
3D打印机器人肺
团队使用Formlabs Form 2 3D打印机，制造了一个类似肺的四室IVES，具有两个入口、四个出口和四个室盖。理论上，系统的工作原理是通过一个进气口 "吸入 "烟雾，然后将烟雾分布到四个腔室（每个腔室都包括一个装满细胞的插件），然后再将烟雾排出。
为了实际测试他们的新型机器，科学家们选择卷起一些研究级的大麻，点燃，然后用一个三通阀和一个注射器连接IVES。当机器人肺部完成 "吸食 "后，研究人员评估了上皮细胞的生存能力，发现其自身免疫功能已经严重受损。
鉴于之前的研究已经得出了呼吸困难和屏障缺陷之间的联系，团队认为这证明了烟对肺部有害。研究人员还将细胞因子水平与从吸烟障碍患者身上提取的细胞因子水平进行了比较，发现娱乐性大麻使用者更容易患咽喉炎症以及其他呼吸系统问题。
虽然科学家们最终承认，需要进一步的参数测试来验证他们的结果，但他们认为仪器是成功的。事实上，团队认为他们的方法可以应用在各种毒理学研究中，从联合和抽吸分析，到评估病原体对免疫系统的影响。
生物打印和肺移植术
加拿大团队在对肺部疾病采取预防措施的同时，在开发3D生物打印替代物方面也取得了相当大的进展。
在过去四年里，3D Systems公司一直在研究生物打印器官的潜力，最近宣布固体组织支架的开发取得了突破性进展。与United Therapeutics公司合作，已经能够创建一个名为Print to Perfusion的血管化组织制造系统。
以类似的方式，United Therapeutics还与Isreali生物打印公司CollPlant合作，将一家烟草厂变成了 "肾脏生产线"。这两家公司在去年加强了合作关系，签署了一项新的协议，承诺进入肾脏的系列化制造。
此外，一个位于美国退伍军人事务部（VA）的团队正在3D打印芯片，这些芯片可能能够支持衰竭的器官。最终，研究人员的目标是制造构成 "人工肺 "的设备，帮助调节贫困患者的健康二氧化碳摄入量。
研究人员的研究结果在他们题为 “Development and validation of an open-source, disposable, 3D-printed in vitro environmental exposure system for Transwell culture inserts.” 的论文中进行了详细介绍。该研究由Abiram Chandiramohan、Mohammedhossein Dabaghi、Jennifer A. Aguiar、Nicholas Tiessen、Mary Stewart、Quynh T. Cao、Jenny P. Nguyen、Nima Makhdami、Gerard Cox、Andrew C. Doxey和Jeremy A. Hirota共同撰写。
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