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人体器官3D打印:一个定制的未来

Bioprinted organs – a made-to-order future
来源:爱思唯尔 2015-03-30 09:00点击次数:605发表评论

胃肠病学可能成为医学领域最大胆的新型试验场——利用3D打印机创建功能完整的人体器官。


耶鲁大学Geibel博士在2015年美国胃肠病协会(AGA)技术峰会上说:“肠道是一个完美的起始项目,它有一个非常简单的形状,只是一条长的空心管。上皮细胞生长很快,表明人工小肠的生长速度相对较快。虽然肠道是由许多不同的层次结构组成的,3D生物打印机可以没有障碍的创建出同心圆结构并重新创建它们的自然形态。这还需要时间,需要规划,但这将是会发生的”。这个项目是由AGA GI创新技术中心资助的


http://www.gihepnews.com/uploads/RTEmagicC_printer_3D_livertissue.jpg.jpg


为了创建一定长度的小肠,生物打印机的打印头将装载来自于肠道各个层次的细胞——浆膜,不同的肌肉层,以及粘膜。各层细胞将会被分别置于相应的解剖环,而解剖环由水凝胶支撑。打印序列会重复一遍又一遍,直到创建了所需长度的小肠。Geibel博士说,从那以后,就大概只需要几天时间,这些细胞就可以很好的编织在一起,同时凝胶会溶解掉,而新的组织则可以用来移植。


肝脏可能会成为下一个3D打印器官,终极目标是创建可以完全用于移植的器官。需求是巨大的,但不能被夸大。一个需要新肝脏的患者平均要等待4年才可以得到供源。即便如此,也不能保证所选择的器官能够发挥其应有的功能。排斥反应始终是一个值得关注的问题。免疫抑制则是一个终身的挑战。


肝脏远比肠道要复杂得多。它的细胞结构复杂且血管特别丰富。但肝脏打印已经成为现实。生物打印的“3D 肝脏”,由圣地亚哥的Organovo公司研发,除了形状问题,它具有功能。细胞可以一起工作;可以生长,分化和分泌胆汁酸。然而,他们是一种无形的存在,是缺乏血管结构的团状物。


目前而言(或者更确切地说),生物打印肝脏是一个完美的临床前模型——完全重现了肝脏会如何对药物,做出相应反应而不伴有任何伤害患者的不良事件发生。但它需要一些骨架,或更准确地说,是一些基质,为了再次塑形以便成长为一个完整的器官。肝脏形状的胶原蛋白基质可以为细胞生长提供必要的框架及其周边环境,穿过基质的隧道则可以提供生长工程血管的通路。


器官3D打印和移植之间的逻辑跳跃似乎还没有形成,“可携带式肝脏”可以作为一座桥梁以使肝功能衰竭的患者生存到寻找到可供使用的传统捐赠器官,Geibel博士说。


当然,这将是一个可移植的器官,利用患者自身的细胞——创建了一个定做的肝脏,并与受体100%免疫耐受,而事实上它们也是一种捐赠。


 “想想这些会为等待移植的患者带来生活质量的改变。生活在不需要担心器官免疫排斥反应、不需要终身免疫抑制的状态。如果器官功能实现不佳或者移植失败,而不需要担心没有可替代的选择。如果那样的话,我们可以简单的打印一个,再试一次。”


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学科代码:消化病学   关键词:3D打印; 肠道; 肝脏 ,新闻 爱思唯尔医学网, Elseviermed
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