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来源： 发布时间：2017-1-23 21:45:19
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| 2016 世界十大科技进展新闻 |
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| 3D生物打印助力人造器官移植 |
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伴随着3D打印技术的不断发展与完善，近年来，3D打印技术的应用也从最初的科研发展，逐渐延伸至医疗、工业、汽车和航空航天等领域。随着市场需求的提升以及技术的不断创新，3D生物打印在医疗领域中的应用优势更是日益凸显。
其中，3D打印人造器官是以活细胞为原料打印活体组织的一种技术，其通过在体外或体内直接打印活体器官组织，替换失去功能的器官或组织，一定程度上可以解决移植供体不足等问题。
如今，3D打印人造器官已在器官移植领域取得了一定的进展，比如在骨骼、人造血管、皮肤、血管夹板、心脏组织和软骨质结构等方面都有所应用。
但可惜的是，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；并且由于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。
就上述存在的缺点，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，开发出了“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。同时，它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得以成功存活下来，并长出了血管和神经等结构。
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。■
《科学新闻》 (科学新闻2017年1月刊 封面)
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