每天都有18个人在等待器官移植的过程中死去。血管打印领域的突破,实现了打印器官的新方法。
今年早些时候,哈佛大学的一个团队解决了人造人体器官开发中最大的问题之一。该团队使用3D打印机生成包含未成熟血管的人体组织。在这一成功的鼓舞下,研究人员现在已经开始了一个大规模的项目,旨在生成一个功能齐全的打印肾脏。
詹妮弗·刘易斯是哈佛大学生物工程教授。她在《麻省理工科技评论》举办的世界新兴技术峰会上发言时说,制造功能齐全的人体器官这一最终目标“确实是一项长期而艰巨的任务”。
然而,她补充说,她的团队在创建一个不成熟的肾内结构(这种结构被称为肾单位)方面取得了很大进展。这些人造肾单位将会药物公司能快速筛选潜力药物这也可能有助于科学家更好地了解肾脏。
为了制造具有血管的组织,刘易斯的团队发明了新的3D打印墨水和喷嘴,使其能够精确打印多种材料。例如,这可以打印出各种细胞和有助于连接细胞的材料。
其中一种墨水允许团队在研究人员覆盖有血管细胞的组织中创建隧道。刘易斯说,他的团队正在用同样的方法在肾脏中制造一个有助于过滤血液的管状结构。
刘易斯说,该团队选择专注于肾脏,因为肾脏占器官移植需求的80%,也因为大量患者在接受替换肾脏之前死亡。
其他研究团队多年来一直在打印细胞切片——细胞切片将会长成功能性组织。但这些努力仅限于制作薄片;任何比半毫米厚的东西都意味着营养物质无法进入最里面的细胞,废物无法清空。为了使薄片更厚,最终生成完整的器官,研究人员需要设计和规划血管网络。
刘易斯说,还有很多工作要做,包括整合不同类型的细胞来生成功能性肾单位。制造完整的器官也将取决于制造更复杂的形状和结构。比如在肾脏中,你需要制造可以分支成小血管的血管——包括极其精细的毛细血管,这大概是现有所有打印技术都无法做到的。