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科學家首次打印出“會呼吸”的肺
http://www.CRNTT.com   2019-05-15 18:09:47


論文獲Science封面推薦
  中評社北京5月15日電/相比別的修理工,醫生修起人來可是要難上不少。且不說人體的複雜性,單就沒有備用“零件”這一點,就足以讓人吐血了。

  目前的器官移植別人捐獻的器官,受排異反應和供體來源的限制,難以廣泛應用。而通過組織工程人造器官,看起來很美好,現實卻很骨感,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,得有正確的結構才能行使它們的正常功能。

  近日,萊斯大學的Bagrat Grigoryan、Kelly Stevens和Jordan Miller等,通過三維光刻技術,使用生物相容的水凝膠,3D打印了一個包含血管和氣道的肺臟模型,在其中實現了血液的氧合;還構建了一小塊肝臟,移植到小鼠體內後成功存活。相關研究獲得Science封面推薦[1]。

  通過組織工程再生器官,哪裡壞了換哪裡,可以說是人們在醫學上的一個理想,甚至有人幻想通過不斷的更換器官,使人體成為一條忒休斯之船,達到永生。而近些年火熱的3D打印技術,更是為通過組織工程製造器官打開了一扇大門,像組織工程的耳廓軟骨,就已經從小鼠走向臨床,用於修復小耳畸形患者的外耳[2]。

  不過外耳軟骨畢竟沒有什麼複雜的結構。此前成功產生下一代的3D打印卵巢,也只是打印了個支架把卵泡放進去,其中供血的血管還是植入後由宿主生成的。這樣的技術要想拿來生成實體器官,差的還是不少的。

  實體器官的功能,離不開其中複雜的空間結構,比如心臟的兩房兩室4個瓣膜、肝臟的肝小葉、脾中的脾索和脾血竇、肺中交織在一起的血管和氣道、腎臟的腎單位,乃至血管中定向開啟的瓣膜,都是這些器官發揮功能必不可少的結構。

  為了製作出這些複雜的結構,研究人員選擇了三維光刻技術,通過光照使光敏樹脂局部聚合,打印出特定的結構。相比逐點打印的傳統噴墨式3D打印,三維光刻可以同時處理幾百萬個體素,再輔以檸檬黃遮光,打印的效率和精度都大幅提高了。

  光說不練假把式,研究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。

  血流順著瓣膜單向流動,初步的嘗試成功了,來給自己鼓個掌!血流順著瓣膜單向流動,初步的嘗試成功了,來給自己鼓個掌!

  接下來就要挑戰一下更高的難度了。肺臟中有血管和氣道這兩套互相糾纏在一起,又不互通的管道,三維光刻能完成嗎?
 


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