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[新科技] 3D 打印人体器官,科学又朝最终目标跨进一步

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发表于 2016-2-18 03:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 小灵通 于 2016-2-18 00:29 编辑

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这一次的研究解决了结构支撑和养分输送的问题。

关于身体,人类大多有这样的梦想:要是能把损坏的器官像机器更换零件一样换掉就好了。此前也有各种各样关于器官培育和移植的研究。但下面要说的这个,可能更接近“零件”的概念。


美国北卡罗来纳州维克森林大学医学院的科学家开发出一种http://www.theverge.com/2016/2/15/10995730/3d-print-human-tissue-ear-muscles-bone这款 3D 打印机通过使用可降解的塑料状材料,首次打印出了在强度和尺寸上都满足临床需要的人体活细胞组织。这就是说,3D 生物打印机终于可以制造“能用的”人体器官“零件”了。

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打印出来的耳朵的软骨


利用 3D 打印技术制造器官和组织早就不是新鲜事了,在 2010 年,美国 Organavo公司就研制出了以生成具有功能性的组织和器官为目标、可以把细胞按分层图样打印的 http://www.theverge.com/2015/5/18/8621585/loreal-skin-printing-organovo,并用该技术制作出了可供药物测试用的http://www.wsj.com/articles/can-3-d-printing-of-living-tissue-speed-up-drug-development-1424145654


而在去年,澳大利亚的研究人员甚至做出了 3D 打印的https://www.theguardian.com/science/neurophilosophy/2015/aug/12/3d-printed-brain-tissue但这些活体组织要么是在结构上太不稳定,而无法用于外科手术植入;要么就是受营养物质和氧气扩散条件的限制,导致尺寸小到在临床上毫无意义。

为了解决上述问题,维克森林大学医学院的安东尼·阿塔拉和他的研究团队创造性的使用了新型材料和微通道技术。他们http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.3413.html,由于使用了可降解的聚合物材料,在人体细胞还未组织出足够支撑新器官的结构之前,该材料在缓慢降解的过程中可以一直为植入物提供必要的机械强度,从而解决了临床上强度的问题。

同时,研究团队还采用了微管道技术,使得养分和氧气可被输送到植入物所有的细胞中,从而制作出了足够大的活体组织,解决了临床上尺寸的问题。这项研究还探索了用人、兔子、大鼠和小鼠的细胞来打印耳朵、骨骼、肌肉和软骨的能力,并在对老鼠的器官移植试验中获得了成功。由于这项研究有军方赞助的背景,他们主要的目的可能是帮助那些在战场上受伤的美国士兵。


因此,研究团队还测试了如何按照不同个体需求定制打印不同形状的植入物。他们使用了临床成像技术来生成缺损组织的三维电脑模型,并由此引导打印机的喷嘴对细胞进行分配,这大大拓展了该生物打印机的使用范围。

虽然研究团队还没有在人体上进行过试验,但由于他们的研究已经扫清了强度、尺寸甚至于个性化定制问题等多个技术障碍,算是在这个研究领域前进了一大步。

文内图来源:http://www.theverge.com/2016/2/15/10995730/3d-print-human-tissue-ear-muscles-bone

题图来源:http://www.theverge.com/2016/2/15/10995730/3d-print-human-tissue-ear-muscles-bone





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