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                                                    比較其他修理工,醫師修起人來可是要難上不少。

                                                    2019-05-15 15:59:15

                                                    比較其他修理工,醫師修起人來可是要難上不少。且不說人體的雜亂性,單就沒有備用“零件”這一點,就足以讓人吐血了。

                                                    現在的器官移植他人捐贈的器官,受排異反應和供體來歷的約束,難以廣泛應用。而經過安排工程人工器官,看起來很夸姣,實際卻很骨感,特別是心肝脾肺腎這樣的實體器官,光長出相應的細胞還不算完,得有正確的結構才干行使它們的正常功用。

                                                    近來,萊斯大學的Bagrat Grigoryan、Kelly Stevens和Jordan Miller等,經過三維光刻技能,運用生物相容的水凝膠,3D打印了一個包括血管和氣道的肺臟模型,在其間完結了血液的氧合;還構建了一小塊肝臟,移植到小鼠體內后成功存活。相關研討取得Science封面引薦[1]。

                                                    論文獲Science封面引薦

                                                    經過安排工程再生器官,哪里壞了換哪里,能夠說是人們在醫學上的一個抱負,乃至有人夢想經過不斷的替換器官,使人體成為一條忒休斯之船,到達永生。而近些年熾熱的3D打印技能,更是為經過安排工程制作器官打開了一扇大門,像安排工程的耳廓軟骨,就現已從小鼠走向臨床,用于修正小耳變形患者的外耳[2]。

                                                    不過外耳軟骨究竟沒有什么雜亂的結構。此前成功發生下一代的3D打印卵巢,也僅僅打印了個支架把卵泡放進去,其間供血的血管仍是植入后由宿主生成的。這樣的技能要想拿來生成實體器官,差的仍是不少的。

                                                    實體器官的功用,離不開其間雜亂的空間結構,比方心臟的兩房兩室4個瓣膜、肝臟的肝小葉、脾中的脾索和脾血竇、肺中交錯在一起的血管和氣道、腎臟的腎單位,乃至血管中定向敞開的瓣膜,都是這些器官發揮功用必不可少的結構。

                                                    心肺的血管鑄形

                                                     

                                                     

                                                    為了制作出這些雜亂的結構,研討人員挑選了三維光刻技能,經過光照使光敏樹脂部分聚合,打印出特定的結構。比較逐點打印的傳統噴墨式3D打印,三維光刻能夠一起處理幾百萬個別素,再輔以檸檬黃遮光,打印的功率和精度都大幅提高了。

                                                    光說不練假把式,研討人員先用三維光刻打印了一小段帶瓣膜的血管,小試牛刀一下。

                                                    血流順著瓣膜單向活動,開始的測驗成功了,來給自己鼓個掌!

                                                    接下來就要應戰一下更高的難度了。肺臟中有血管和氣道這兩套相互羈絆在一起,又不互通的管道,三維光刻能完結嗎?

                                                    再往里灌上不同色彩的液體看看互不互通。

                                                    兩套不互通的管道看來是沒問題,接下來便是氧合了。

                                                     

                                                    暗紅色的無氧血液流進去,鮮紅色的富氧血液流出來。不過肺里邊完結氣體交流的可不是這么一根管子,是肺泡和周圍的毛細血管網。

                                                     

                                                    這樣的肺泡再多拼裝幾個便是個肺臟了。

                                                     

                                                    除了肺,研討人員還測驗制作了一小塊肝。水凝膠包裹的肝細胞中白蛋白啟動子的活性比單細胞狀況高出了60倍!一起由于總粒徑超過了安排工程三維光刻儀的體素巨細,研討人員還構建了一個更為高檔的載體,把這些被水凝膠包裹的肝細胞附著在天然的纖維蛋白上,其間也留有作為血管的空地。

                                                    隨后,研討人員向空地中種入了人臍靜脈內皮細胞,然后將這一小塊“肝臟”植入了緩慢肝損害的小鼠體內。14天后,這些植入的“肝臟”中仍然能夠檢測到活潑的白蛋白啟動子,其間的肝細胞成功存活!

                                                    論文一起通訊作者Stevens教授表明:“安排工程學在這方面現已掙扎了一代人的時刻。有了這項研討,咱們現在能夠更好地問,‘假如咱們能打印出看起來乃至呼吸起來更像咱們身體健康安排的安排,那么它們的功用是否也會更像那些安排?’這是一個重要的問題,由于安排功用的好壞將會影響它作為一種醫治辦法的成功程度。”

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