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3D打印器官有望植入人体

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科技传媒网 中国科学报 杨孝文 2013-07-05 13:39

美国北卡罗来纳州维克森林大学一所实验室用一台打印机制造出人耳框架 安东尼·阿特拉手里拿着一个制造人类肾脏时所用的器官框架。图片来源:《每日邮报》 在再生医学领域,要培育出整个功能性器官还需一段时间,但是,生物工程师现在已经可以培育出新血管,

美国北卡罗来纳州维克森林大学一所实验室用一台打印机制造出人耳框架

安东尼·阿特拉手里拿着一个制造人类肾脏时所用的器官框架。图片来源:《每日邮报》

   在再生医学领域,要培育出整个功能性器官还需一段时间,但是,生物工程师现在已经可以培育出新血管,他们这一重大突破为打印耳朵和鼻子等人体的各个部分铺平了道路。

   据悉,当前的人耳替代品是用具有类似于泡沫聚苯乙烯兼容性的材料制成的。作为另一种选择,外科医生有时用患者肋骨培育耳朵。但这种方法既有挑战性,又令患者痛苦不堪。此外,用这种方法制造的耳朵很少看起来自然,而且它们的功能也不完善。

   在世界各地的实验室里,科学家正为制造人和猪的心脏、肺、肝脏和肾的框架寻找方法,他们的最终目标是为患者提供量身定做的器官替代品。美国北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆市维克森林大学研究人员现在用3D打印技术制造出用于培育人体细胞的框架,从而培育和制造出可以以假乱真的耳朵、鼻子等五官。

   目前,维克森林大学已用一台3D打印机制造出一个肾脏原型。这台打印机没有使用沉积墨,而是用加入细胞混合物的凝胶一样的可生物降解框架,逐层构建肾脏。

   首席研究员安东尼·阿特拉博士是这项技术的开拓者。2009年时,他就曾在打印的器官框架上使用捐助细胞,并且成功移植到兔子身上,试验显示,这一器官替代品可正常发挥作用。另外,数十名患者植入用他们自己的细胞培育出的实验性膀胱后情况良好。与此同时,十几位患者植入了用他们自己的膀胱组织制造的尿道。

   他所采用的器官培育方法是,选取一个人体器官,去除这个器官上的细胞,保留器官框架,再将新的人体细胞移植到这个框架上。

   美国马里兰大学医学院的约翰·拉马蒂纳博士说:“这就好比在盖一栋公寓大楼,先让所有人离开,然后再把人重新安置到配有不同单元的公寓大楼内。”这位科学家已经用这种方法培育出了肺。他认为,这种技术中最难的环节就是让新细胞住进器官框架的环节。

   医生们希望,有一天,患者通过活体组织检查或只是一次血液抽取就能捐赠细胞。然后,实验室可以把这些细胞种在器官框架上,塑造患者需要的器官。在某些情况下,这个想法甚至可以变成标准程序。

   例如,医生可用患者自己的细胞修复膝盖内的软骨;烧伤受害人可用实验室培育出的皮肤进行治疗。不过,这种在器官框架上播种细胞的方法是制造一个身体部分,而不像种草坪一样简单。

   美国匹兹堡大学麦高恩再生医学研究所负责人威廉·瓦格纳表示,这项技术可令接受者体内的细胞散发活力。他说:“由于它会造成疤痕或炎症,控制好植入手术时发生的各种情况,以及器官与人体间的相互作用是个关键挑战。”

   阿特拉表示,迄今为止,从实验室培育出来的能够植入人体的身体部分,还只是含有相当简单的结构。他认为,要把打印器官真正应用到患者身上仍需许多年。  (杨孝文编译)

本文链接:http://www.itmsc.cn/archives/view-7320-1.html
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