人体器官将能“按需打印”
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器官移植拯救了很多人的生命,但这项技术同时也存在着器官来源不足、排异反应难以避免等弊端。那么,能否像打印纸张一样打印器官呢?这看似不可能的事情在科学家手中却已经初步变成了现实。最近,澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司携手研制出了全球首台商业化3D生物打印机。
该打印机就像普通打印机一样,只不过普通打印机的原材料是墨水和纸,而新生物打印机的原料是人体细胞。研究人员采用事先提取好的活体,进行组合排列,打印出所需要的细胞,误差可以控制在20微米以内,得到的器官可以显著降低排异反应。这台3D打印机一次制造出器官的一层细胞,对于更为复杂的器官,打印机就在一个提前预备好的支架上排列细胞。
目前,这种打印机还处于实验阶段,但研发人员希望其最终能够让人类随时更换细胞。
生物打印机“大小通吃”
Organovo公司总裁基思・墨菲表示,该打印机可以打印出小到牙齿大到血管网在内的身体器官,其潜在用途非常广泛,但目前他们只打算用这款打印机复制一些简单的器官,比如皮肤、肌肉和较短的血管等,而且主要以研究为目的。不过,墨菲表示,公司希望在5年内完成临床试验后,用该打印机打印搭桥手术中作为“桥梁”的血管,随后打印更大、更复杂的人体器官。另外,由于该机器能够打印分岔的管状器官,因此,它也能够制造维持肾脏、肝脏、心脏等器官的较大的活动血管网。
生物打印机工作原理类似于在工业中用于制造部件和功能模型的快速成型机。这种打印机工作起来就像喷墨打印机,只不过它是三维的。研究人员首先从成年病人的骨髓和脂肪中提取出干细胞,通过采用不同的成长因子,这些细胞能够被分化成不同类型的其他细胞;然后再将这些细胞弄成液滴,每个液滴中包含1万到3万个细胞。液滴在打印机中沉淀并聚合在一起,形成一个结构。打印头每经过一次,进行打印操作的底座就下移一个刻度,通过这种方式,打印的物体逐渐成型。如果要打印组织中的空间和复杂形状,研究人员会先用水溶性材料打印一个“支架”,一旦完成打印就清洗掉支架。
有些研究人员认为,有朝一日,这样的机器或许能够把组织和器官直接复印进入人体。
至于较大的身体器官,Organovo公司的创始人之一、美国密苏里大学的加博尔・福尔加奇博士认为,它们可以有不同的形状。例如,人造肾脏不需要和真肾长得一模一样,也不需要具有真肾的所有特征,它只需要能够清除血管中的垃圾就可以了。那些苦苦等候器官移植的人也不太介意移植器官的样子,只要这些器官能够工作,并且能够改善病人的身体状况即可。
既然3D生物打印机可以按需打印人体器官,研究人员、外科医生和病人也就可能不再需要对捐赠器官翘首以盼。我们可以大胆畅想,或许某一天,我们只需要轻轻按下按钮,就能让3D生物打印机制造出我们所需要的器官。
(摘自《科技日报》)