3D打印会“呼吸”的人造器官

   日期:2019-05-05     浏览:177    
核心提示:预计未来的生物打印器官在二十年内将成为医学的重要组成部分
       最新一期美国《科学》杂志刊登了一篇具有里程碑意义的重磅论文。杂志封面上展示的3D打印模拟肺泡。
美国多所大学组成的研究团队开发出一种水凝胶3D打印技术,可生成结构复杂的脉管,模仿人体血管、气管和淋巴管等通道,有望为器官移植格局带来革命性的变化。
 
3D打印会“呼吸”的人造器官
《科学》封面 3D打印模拟肺泡
 
       研究显示,在一个模拟肺泡的水凝胶模型中,人造气管可将氧气输送至周围的人造血管网络中,红血球流经人造肺泡周围的血管网络时能够捕获氧气,这与人体肺泡的气体交换活动相似。这一看似简单的功能,却曾是“3D打印器官”难以逾越的天堑。
 
3D打印会“呼吸”的人造器官
3D打印模拟肺泡
 
       论文通讯作者、美国赖斯大学生物工程助理教授乔丹·米勒表示,为了解决这一问题,这支团队使用了一种全新的3D打印技术。首先,按照电脑设计,他们会将一个三维的复杂结构分解为多层二维打印的蓝图;其次,他们使用一种液体的水凝胶溶液按蓝图进行打印,并通过特殊的蓝光将其逐层固化。这样一层一层堆积起来,就有了一个三维的凝胶结构。研究人员们称,这些打印出的结构性质柔软,生物可兼容,且内部有着精细的结构(分辨率达10-50微米)。更关键的是,在短短几分钟内,我们就可以完成打印。
 
3D打印会“呼吸”的人造器官
3D打印血管、气管
 
       在打印的肝脏组织中,研究人员们植入了原代肝细胞,并将它们放入了带有慢性肝损伤的小鼠体内。研究表明,这些肝细胞也能在体内生存,表明打造的血管能有效为这些细胞输送养分。
 
       论文作者之一、美国华盛顿大学生物工程助理教授凯莉·史蒂文斯说,肝脏的功能有500种之多,这样的复杂性意味着目前尚没有人造物可以替代,但未来的生物打印器官有望实现这一目标。预计生物打印在二十年内将成为医学的重要组成部分。
 
3D打印会“呼吸”的人造器官
3D打印血管
 
      《科学》杂志的专文介绍中,直接将打印出的迷你器官称为“小型奇迹”。为了便于全球各地的科学家们使用这一技术,研究人员们决定将这一研究“开源”.他们期待,在这一技术的帮助下,人们能对3D打印器官产生更多理解,最终促进“人造器官”的加速上市,造福广大需要器官移植的患者。
 
 
 
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