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3D生物打印技术获突破 人造器官有望量身定制

[2016/2/19]
据新华社电 研究人员在新一期英国《自然·生物技术》杂志上报告说,他们利用新开发的3D生物打印系统打印出的人造耳朵、骨头和肌肉组织,移植到动物身上后都能保持活性。这项技术未来发展成熟后,可能解决人造器官移植难题。

人造耳朵成功存活

当前,3D生物打印技术打印出来的器官组织通常在结构上非常不稳定、过于脆弱,无法用于外科移植手术。而且这些成品缺乏血管构造、尺寸也偏小,即便移植,器官也不容易获取氧和营养物质,很难存活。

针对上述问题,美国韦克福雷斯特大学再生医学学院的研究团队改进了现有3D生物打印技术,开发出“组织和器官集成打印系统”(ITOP)。这一新开发的3D生物打印系统,可将含有活性人体或动物细胞的水基凝胶与可生物降解的聚合材料结合作为打印材料,有助于人造器官形成稳定结构。这一系统还能在人造器官中打印出许多类似血管的微小通道。器官组织移植到动物身上后,可通过这些通道获取氧和营养物质,这是保证器官移植后存活的关键。一段时间后,血管会逐渐在人造器官中生长,取代微型通道。

为验证效果,研究人员将打印的人造耳朵、肌肉纤维和颚骨移植到小鼠身上。一段时间后,这些人造器官组织都成功存活下来,并长出了血管和神经等结构。

器官移植
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报告作者之一、韦克福雷斯特大学再生医学学院学者安东尼·阿塔拉说,将两种材料结合的打印过程以及组织结构中的微小通道,为人造器官中的细胞存活、组织生长提供了适当环境。ITOP的另一个优势是,能够通过计算机断层扫描及核磁共振成像技术为患者“量身定制”要移植的器官组织。比如一个患者需要接受耳朵移植,这一系统能够根据成像数据打印出尺寸合适的人造耳朵供移植。

研究人员说,他们在试验中使用过人类细胞及兔子、老鼠等动物的细胞进行人造器官组织打印,都取得了不错的效果。目前,这项技术还处于早期试验阶段,需进一步改善,以便未来能用患者的细胞打印出真正可用于外科移植手术的人造器官。
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