5個(gè)可3D打印制造的人體器官

      生意社9月3日訊　目前，3D打印如火如荼，人們用3D打印方法制造出的產(chǎn)品也千奇百怪，包羅萬象，比如飛機(jī)零件、食物等。但3D打印似乎并不就此滿足，現(xiàn)已將目光瞄準(zhǔn)了人體器官。美國《大眾科學(xué)》網(wǎng)站在近日的報(bào)道中，為我們梳理了5個(gè)可以通過3D打印制造完成的人體器官。

耳朵

　　研究團(tuán)隊(duì)：美國康奈爾大學(xué)

　　制造步驟：生物工程師們使用一副孩童耳朵的3D掃描圖，在SolidWorks計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）程序的幫助下，設(shè)計(jì)出一個(gè)由7部分組成的模型，并分別打印出這些部分。隨后，科學(xué)家們將一種高密度的凝膠灌入該模型內(nèi)，這些凝膠由2.5億個(gè)牛的軟骨細(xì)胞和從鼠尾提取的膠原蛋白（作為支架使用）制成。15分鐘后，研究人員將得到的耳朵移出并在細(xì)胞培養(yǎng)皿中培育。3個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，軟骨就可以取代膠原蛋白。

　　好處：每1.25萬名兒童中就有一名兒童罹患先天性小耳畸形（Microtia），患者由于外耳發(fā)育不良或畸形會(huì)喪失聽力。與合成植入物不同的是，由人體細(xì)胞培育而成的耳朵能更好地同人體相結(jié)合。

腎臟

　　研究團(tuán)隊(duì)：美國維克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所

　　制造步驟：一臺(tái)3D生物打印機(jī)放置多種類型的腎臟細(xì)胞（由活體組織提取出的細(xì)胞培育而成）并同時(shí)使用可生物降解的材料制造出一個(gè)支架。得到的產(chǎn)品接著被放在培養(yǎng)皿中進(jìn)行培育。支架在被植入患者體內(nèi)后會(huì)隨著功能組織的逐漸生長而逐步降解。

　　好處：據(jù)調(diào)查，美國排隊(duì)等候器官移植的病人中，有80%的病人等待的器官是腎臟。目前通過生物打印方法制造的腎臟仍然無法發(fā)揮作用，但一旦它們開始發(fā)揮作用，醫(yī)生們有望使用病人自己的細(xì)胞培育出能與身體其他部位完美匹配的器官。

血管

　　研究團(tuán)隊(duì)：美國賓夕法尼亞大學(xué)和麻省理工學(xué)院

　　制造步驟：研究人員使用一臺(tái)開源的RepRap打印機(jī)和定制軟件，在一個(gè)模型內(nèi)打印出一個(gè)糖絲網(wǎng)絡(luò)，并用從玉米那提取出的化合物覆蓋這些糖絲。接著，他們將包含有組織細(xì)胞的凝膠放入模型內(nèi)。隨后，他們將準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)在水中清洗。一旦入水，糖溶解在水中，只留下組織中空空的管道。

　　好處：研究人員已經(jīng)證明，朝這一管道泵入營養(yǎng)物質(zhì)能增加周圍細(xì)胞的存活率。因?yàn)檠苁墙M織的健康衛(wèi)士，維持著組織的健康，了解如何對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)并打印出更大的、更柔韌的血管系統(tǒng)是最終打印出整個(gè)器官的關(guān)鍵。

皮膚移植片

　　研究單位：美國維克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所

　　制造步驟：首先，一個(gè)定制的生物打印機(jī)對(duì)病人的傷口進(jìn)行掃描并標(biāo)示出需要進(jìn)行皮膚移植的部位。隨后，一個(gè)噴墨閥噴出凝血酶；另一個(gè)噴墨閥噴出細(xì)胞、膠原蛋白以及纖維蛋白原（凝血酶和纖維蛋白原會(huì)相互反應(yīng)制造出凝結(jié)劑血纖維）組成的混合物。然后，生物打印機(jī)打印出一層人體成纖維細(xì)胞，隨后再打印出一層名叫角化細(xì)胞的皮膚細(xì)胞。

　　好處：在傳統(tǒng)的皮膚移植手術(shù)中，醫(yī)生們會(huì)從身體的某個(gè)部位提取細(xì)胞并將其膠結(jié)在另一個(gè)部位。維克森林大學(xué)的研究人員希望能將新的皮膚直接打印在傷口部位。最終，他們計(jì)劃制造出一臺(tái)能在戰(zhàn)場(chǎng)和災(zāi)區(qū)使用的便攜式打印機(jī)。


骨頭

　　研究團(tuán)隊(duì)：美國華盛頓州立大學(xué)

　　制造步驟：研究人員利用一種用來打印電動(dòng)汽車零件的3D打印機(jī)，使用陶瓷粉末打印出一個(gè)支架。隨后，一臺(tái)噴墨打印機(jī)噴出一層塑料粘合劑覆蓋這些陶瓷。接著，科學(xué)家們將這一結(jié)構(gòu)在1250攝氏度的高溫下烘烤120分鐘后，再將其同人體骨頭細(xì)胞一起放入培養(yǎng)皿中進(jìn)行培育。一天后，支架就可以支持骨頭細(xì)胞的生長。

　　好處：每年，有數(shù)百萬人因?yàn)榻煌ㄊ鹿蕦?dǎo)致骨折和骨裂，傳統(tǒng)方法很難讓其修復(fù)?，F(xiàn)在，醫(yī)生們可以使用核磁共振成像作為參考，打印出特制的移植物，其能與碎裂的骨頭完美地吻合在一起。

　　盡管3D打印機(jī)有望制造出更多的人體器官，但有科學(xué)家警告稱，從人體細(xì)胞、組織乃至器官被“打印”出來，到真正應(yīng)用于臨床，還有相當(dāng)長的一段路要走。