美国维克森林大学再生医学研究所的研究人员近期宣布，已开发出一种3D生物打印机，打印出的人体器官具备获取氧气和营养的“通道”。 如果这一技术得到完善，那么将可以解决3D打印器官最大的障碍之一：如何向人造组织提供营养。 该研究所负责人安东尼·阿塔拉(Anthony Atala)表示：“这一打印机可以制造出稳定、符合人体尺寸的任何形状的组织。在未来发展中，这一技术将可以打印活体组织和器官结构，用于器官移植手术。” 阿塔拉及其同事的这一成果已发表在《自然生物技术》期刊上。这一生物打印机名为“一体式组织-器官打印系统”(ITOP)。 生物打印需要用到来自捐赠者的细胞。这些细胞需要在实验室中培养，并置于水基凝胶中。随后，这些凝胶将被注入可生物降解的聚合物结构，使细胞处于适当位置。阿塔拉和其他研究者此前曾发明过多种方式去打印人造皮肤和人造膀胱。然而，这样的人造器官存在局限：由于缺少血管，因此这些器官的厚度均不能超过200微米，这大约等于头发丝的宽度。 包括维克森林大学的团队在内，多支研究团队都在探索新技术，用于打印更厚的人体组织。  3D打印的人耳 阿塔拉的ITOP生物打印机能在计算机控制下使用多种不同类型的凝胶去打印，这类似于喷墨打印机的喷墨。在这一过程中，ITOP可以在打印出的组织内部构造微型通道。在器官的初步成长中，这些微型通道可以提供血管的功能，使营养物质和氧分子抵达器官内部的细胞。 阿塔拉表示：“我们的研究成果表明，我们使用的‘生物墨水’以及微型通道提供了细胞成活、组织生长的合适环境。” 在被植入生物体之后，通过“血管形成”过程，血管将取代微型通道。在最新实验中，研究人员制造了多种人体结构，包括人耳、肌肉纤维，以及颚骨碎片。 其中，3D打印人耳已被移植至小鼠身体。在两个月时间里，人造器官内的血管和软骨组织逐渐成型。人造肌肉纤维同样在小鼠体内进行了实验。在移植的两周后，实验表明，这些肌肉有着足够的强度，以支撑血管和神经的形成。而当颚骨被植入小鼠体内后，研究人员发现，血管在5个月后形成。 维克森林大学的这一生物打印技术尚未被用于人体。不过阿塔拉及其同事认为，这一技术也适合人体。这种技术的一大优势在于，打印的器官可以订制，从而完全符合器官接受者的需求。 对于战场上的伤员来说，生物打印技术将提供一种恢复健康的新工具。最终，打印肾脏等更复杂的器官也将成为可能。(张帆) |
