科学家在3D打印人体器官领域取得突破性进展
时间:2013-07-09 12:20 来源:国外媒体 作者:国外媒体报道 点击:次
北京时间7月7日消息,据国外媒体报道,科学家在再生医学领域取得了开创性进展,为打印耳朵和鼻子等人体器官铺平了道路。尽管培育出完整功能性器官仍需时日,但生物工程师已能培育出新血管并用于患者。目前,他们距离为患者提供耳朵和鼻子替代品又近了一步。 当前的人耳替代品多采用类似泡沫聚苯乙烯的材料制成,或从患者肋骨中提取软骨进行培育,但后者既具挑战性又令患者痛苦,且外观不自然、功能不完善。美国北卡罗来纳州维克森林大学的科学家利用3D打印技术制造出用于培育人体细胞的生物支架,从而制造出看似真实的面部特征,如耳朵和鼻子。他们已用3D打印机制造出一个肾脏原型。 在其他实验室,科学家正为人和猪的心脏、肺、肝脏和肾脏寻找体内支架的制造方法,目标是为患者提供定制器官替代品。维克森林大学的打印机使用含有细胞混合物的可降解凝胶状生物支架,逐层构建肾脏。研究负责人安东尼·阿特拉博士自2009年起开拓该技术,曾用捐赠者细胞打印出阴茎支架,并在兔子实验中证实其功能。此外,数十名患者植入用自身细胞培育的实验性膀胱后情况良好,十几位患者植入了用自身膀胱组织制造的尿道。但阿特拉认为,将打印器官应用于临床仍需多年。 美国马里兰大学医学院的约翰·拉马蒂纳博士将这一过程比作“盖公寓大楼:先清空,再重新安置不同单元”。他正用类似方法制造肺,并指出重新植入的身体部分最具挑战性。研究目标之一是通过用人体细胞替换猪细胞,使猪器官人性化,用于移植。休斯顿德克萨斯心脏研究所的多丽丝·泰勒博士2008年用细胞替换技术制造出跳动的大鼠心脏,现正培育多种器官。 医生希望未来患者只需通过活检或抽血即可捐赠细胞,实验室将这些细胞“种植”在支架上,塑造所需器官。这一想法在某些情况下已成标准程序,如用患者自身细胞修复膝盖软骨,或为烧伤患者培育皮肤。但支架播种细胞并非易事。匹兹堡大学麦高恩再生医学研究所的威廉·瓦格纳博士指出,控制植入物与人体间的相互作用是关键挑战,以避免疤痕或炎症。 阿特拉表示,迄今植入人体的实验室培育器官结构相对简单。肝脏、心脏和肾脏等实体内脏的制造更为复杂。耶鲁大学实验室已用细胞替换技术制造出大鼠肺,并能在啮齿动物体内运作一段时间,现正研究猪和人的肺支架。马萨诸塞州总医院的哈拉尔德·奥特博士最近培育出大鼠肾脏,虽功能不如正常肾脏,但“足够好的器官”可帮助患者摆脱透析。他正对猪进行移植试验,并研究用人和猪的心脏支架培育人体细胞。其他专家则探索用骨髓或脂肪干细胞为特定器官培育正确细胞类型。 (责任编辑:泉水) |