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文章作者:管理一号 | 2019-05-15
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比较其他修理工,医师修起人来可是要难上不少。且不说人体的杂乱性,单就没有备用“零件”这一点,就足以让人吐血了。

现在的器官移植他人捐赠的器官,受排异反应和供体来历的约束,难以广泛应用。而经过安排工程人工器官,看起来很夸姣,实际却很骨感,特别是心肝脾肺肾这样的实体器官,光长出相应的细胞还不算完,得有正确的结构才干行使它们的正常功用。

近来,莱斯大学的Bagrat Grigoryan、Kelly Stevens和Jordan Miller等,经过三维光刻技能,运用生物相容的水凝胶,3D打印了一个包括血管和气道的肺脏模型,在其间完结了血液的氧合;还构建了一小块肝脏,移植到小鼠体内后成功存活。相关研讨取得Science封面引荐[1]。

论文获Science封面引荐

经过安排工程再生器官,哪里坏了换哪里,能够说是人们在医学上的一个抱负,乃至有人梦想经过不断的替换器官,使人体成为一条忒休斯之船,到达永生。而近些年炽热的3D打印技能,更是为经过安排工程制作器官打开了一扇大门,像安排工程的耳廓软骨,就现已从小鼠走向临床,用于修正小耳变形患者的外耳[2]。

不过外耳软骨究竟没有什么杂乱的结构。此前成功发生下一代的3D打印卵巢,也仅仅打印了个支架把卵泡放进去,其间供血的血管仍是植入后由宿主生成的。这样的技能要想拿来生成实体器官,差的仍是不少的。

实体器官的功用,离不开其间杂乱的空间结构,比方心脏的两房两室4个瓣膜、肝脏的肝小叶、脾中的脾索和脾血窦、肺中交错在一起的血管和气道、肾脏的肾单位,乃至血管中定向敞开的瓣膜,都是这些器官发挥功用必不可少的结构。

心肺的血管铸形

 

 

为了制作出这些杂乱的结构,研讨人员挑选了三维光刻技能,经过光照使光敏树脂部分聚合,打印出特定的结构。比较逐点打印的传统喷墨式3D打印,三维光刻能够一起处理几百万个别素,再辅以柠檬黄遮光,打印的功率和精度都大幅提高了。

光说不练假把式,研讨人员先用三维光刻打印了一小段带瓣膜的血管,小试牛刀一下。

血流顺着瓣膜单向活动,开始的测验成功了,来给自己鼓个掌!

接下来就要应战一下更高的难度了。肺脏中有血管和气道这两套相互羁绊在一起,又不互通的管道,三维光刻能完结吗?

再往里灌上不同色彩的液体看看互不互通。

两套不互通的管道看来是没问题,接下来便是氧合了。

 

暗红色的无氧血液流进去,鲜红色的富氧血液流出来。不过肺里边完结气体交流的可不是这么一根管子,是肺泡和周围的毛细血管网。

 

这样的肺泡再多拼装几个便是个肺脏了。

 

除了肺,研讨人员还测验制作了一小块肝。水凝胶包裹的肝细胞中白蛋白启动子的活性比单细胞状况高出了60倍!一起由于总粒径超过了安排工程三维光刻仪的体素巨细,研讨人员还构建了一个更为高档的载体,把这些被水凝胶包裹的肝细胞附着在天然的纤维蛋白上,其间也留有作为血管的空地。

随后,研讨人员向空地中种入了人脐静脉内皮细胞,然后将这一小块“肝脏”植入了缓慢肝损害的小鼠体内。14天后,这些植入的“肝脏”中仍然能够检测到活泼的白蛋白启动子,其间的肝细胞成功存活!

论文一起通讯作者Stevens教授表明:“安排工程学在这方面现已挣扎了一代人的时刻。有了这项研讨,咱们现在能够更好地问,‘假如咱们能打印出看起来乃至呼吸起来更像咱们身体健康安排的安排,那么它们的功用是否也会更像那些安排?’这是一个重要的问题,由于安排功用的好坏将会影响它作为一种医治办法的成功程度。”

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