美国北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆市维克森林大学的科学家们利用一台3D打印机制造出一个肾脏原型。这项技术通过打印可生物降解的脚手架结构,并加入细胞混合物,逐层构建出具有功能的肾脏组织。目前,他们正致力于用3D打印技术制造用于培育人体细胞的脚手架,从而制造包括耳朵和鼻子在内的面部特征。
在多个实验室中,科学家们正在探索为人类和猪的心脏、肺、肝脏和肾脏制造体内脚手架的方法,最终目标是为患者提供量身定制的器官替代品。维克森林大学的3D打印机不使用传统墨水,而是使用一种含有细胞混合物的凝胶状可生物降解材料,逐层构建肾脏结构。
研究负责人安东尼·阿特拉博士正在开拓这项新技术。他通过打印出的脚手架,利用捐赠者细胞制造出功能性的阴茎。在兔子实验中,这一器官替代品显示出正常功能。此外,数十名患者植入了用自身细胞培育的实验性膀胱,效果良好;另有十几位患者植入了用自身膀胱组织制造的尿道。然而,阿特拉博士指出,将打印器官应用于临床仍需多年时间。
迄今为止,植入人体的实验室培育器官仅包含相对简单的结构。肝脏、心脏和肾脏等复杂内脏的制造过程更具挑战性。耶鲁大学的一个实验室已利用细胞替换技术制造出老鼠肺,这些肺在啮齿动物体内可运作一段时间。目前,他们正计划在实验室中研究猪和人的肺脚手架。