作者:heyheyyou    编辑:凌霜   2015-12-16    健康医疗 产品创新 来源:Huffington Post  

从匹萨到假肢,3D打印技术已经被应用于各种物品的制作,现在专家们正在研究如何将现有的技术运用到人造心脏、肾和其他人体重要器官的制作。


这对世界来说绝对是个好消息,因为急切需要器官移植的人数比可利用的器官数量多很多。在美国,平均每天有21个人死于没有合适的器官进行移植。


那3D打印技术制作的器官和细胞究竟是什么呢?或者可以说是生物打印技术?这个技术将怎样发挥它的作用?什么时候可以用于拯救生命?


为了回答这些问题问题,赫芬顿科学邮报找到了这个领域的著名专家安东尼阿塔拉博士——维克森林研究机构的主任。


请看以下经过轻微改过动的Q&A。


1.3D打印技术可以终结可移植器官的短缺吗?

3D打印不是魔术。它只是我们现在在实验室制作器官增加的一个步骤而已。我们的团队已经成功地制作了膀胱、软骨组织、皮肤、尿道和阴道,并都已经移植到了病人的身上。我们的目标是利用像3D打印之类的技术来生产器官结构使得制作的过程更精简和可复制。改善药物的最重要的目标是为了不受器官制造方式的影响而解决器官捐赠的短缺。


2.3D打印的器官和人体捐赠的器官相比有什么优点?

我们的目标是用病人自己的细胞来制造器官。通过使用这个方法,在器官移植中不会有细胞排斥的现象,病人就不用服用药性较强的抑制细胞排斥的药物。这一定会成为定制器官的优势。


3.3D打印的器官实际的流程是怎样的?

不管制作流程是否包含3D打印,制造器官的第一步是取得需要更换器官的活组织检查。从活组织检查看,可再生的细胞与其他细胞是隔绝的且正在大量繁殖。我们随后将这些细胞和一个提供氧气和养分的液体混合来保持细胞存活。把这些混合液体放进打印机墨盒,一个用于打印器官或细胞形状结构的生物墨盒就做好了,打印的结构则使用病人的医疗扫描文件在电脑上设计就可以完成。


4.当你按“打印”这个按钮的时候发生了什么?

当点击开始打印后,打印机开始一层接一层地把细胞嵌入结构中来制造器官。当细胞得到合适的混合养料和成长激素并被放在合适的环境中,它们知道该怎样运转自己的功能。一些结构可能会需要2种或2种以上类型的细胞。

致力于医学创新的维克森林研究机构正在用3D打印机打印肾的原型。


5.你们正面临着什么挑战?

科学家们已经成功地制造了3种类型的器官:平面结构,如皮肤;管状结构,如尿管和血管;中空结构,如膀胱。最复杂的器官是像肾、肝和胰腺等固体结构的器官。我们正面对的一些挑战包括生长器官所需要数百万的细胞从何而来,以及如何更好地为新器官提供氧气直到器官和身体成为一体。为此我们正在探索多种方法,包括把生产氧气的材料嵌入结构;打印微型管道来最大化地引入来自周边组织的氧气和养分;打印血管嵌入这个结构。


6.我们距离成功打印像心脏、肾这些复杂的器官还要多少年?

科学不可预测,所以不可能预测还有多久实现复杂器官的制造。但可以肯定地是,依照过去的经验和惯例,制造和移植复杂器官需要几十年而不是几年。


7.最近的哪些技术突破使我们在把3D打印器官变为现实的上更进一步?

我们正在持续改进打印机来增加打印的解决方案,持续研究怎样保证打印过程中不伤害细胞。另外,我们在识别特定结构的最适合的生物材料方面有所改进。同时,我们在用多种细胞类型打印和控制细胞的替换方面上有较大进步。


8.接下来有什么样的计划?

我们将开展一个由国防威胁降低局资助的生物打印项目,旨在在单晶片系统上打印微型心脏、肝、血管和肺。该项目叫“晶片上的身体”,这个项目有可能更精确地测试新药,有可能瓦解对动物实验的需要。近期的目标在于测试生化武器对人体的影响及研发解毒剂。


了解更多医学创新和阿塔拉博士对3D打印器官的观点,请点击下方网址观看他在2011年所做的TED演讲。



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