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3D打印器官研究遇瓶頸 學者們將掀起再生醫學的革新浪潮

時間:2017-08-03

來源:網絡轉載

導語:近日,澳大利亞伍倫貢大學研發出一種利用生物墨水3D打印人類誘導多能干細胞的方法。

近日,澳大利亞伍倫貢大學研發出一種利用生物墨水3D打印人類誘導多能干細胞的方法。根據研究人員的介紹,該項技術能夠3D打印任何類型的人體組織,這其中自然也包括腦組織。因此,3D打印大腦再度成為業界熱議的話題。

目前除了3D打印骨骼已有不少成功的人體移植案例外,其他3D打印器官和組織鮮少被臨床醫學界接受。究其原因,主要在于結構相似而功能不足。假以時日,這一瓶頸終會被突破,3D打印將掀起再生醫學的革新浪潮,讓更多病患重獲新生。

近日,澳大利亞伍倫貢大學研發出一種利用生物墨水3D打印人類誘導多能干細胞的方法。根據研究人員的介紹,該項技術能夠3D打印任何類型的人體組織,這其中自然也包括腦組織。因此,3D打印大腦再度成為業界熱議的話題。

大腦可謂最為神秘的人體器官。直至今天,人類對大腦的認知仍十分有限,這個只占人體重量2%的黑箱還包藏著太多的未知。或許與大腦的復雜神秘性有關,目前,在3D打印器官的研究領域中,進展最緩慢的大概也是大腦了。

針對人體的生物3D打印大致可分為三個階段:首先是3D打印器官模型階段,此時的所謂“器官”不具有任何生物屬性,只是結構上的模仿,多用于術前的參考,加強醫患溝通;其次是3D打印活性組織階段,這時的3D打印成果具有了生物活性,甚至可以植入人體;最后一個階段是3D打印活性器官,其成品可植入人體并代替原生器官實現功能。

3D打印大腦的研究目前主要還是在第一階段徘徊:2015年,一個發燒友的自制3D打印大腦教程風靡開源硬件熱站Instructables,那時所謂的3D打印大腦多半是創客們為自己大腦制造的外觀模型;2016年,哈佛大學用凝膠制作了一個3D打印大腦,這是一個典型的醫療模型,主要用于研究大腦皮層褶皺形成之謎;同年,為了探索阿爾茨海默病和帕金森癥的病理,伍倫貢大學開始嘗試建立3D打印的活性腦組織結構;對于伍倫貢大學今年的新方法是否能成功打印出腦組織,我們只能說是拭目以待。總而言之,業界的3D打印大腦研究對結構的模仿已頗有心得,但卻還無法上升到功能復制的層面。

至于人體其他器官和組織的3D打印,則大多進入了第二階段。具有生物活性的3D打印肝臟、腎臟、卵巢、骨骼、肌肉、皮膚等都已問世,它們或在小鼠等生物體內移植成功并實現相應功能,或被科研機構或企業認可進而成為商業化的被試材料。然而,這其中有一個不容忽視的問題:目前除了3D打印骨骼已有不少成功的人體移植案例外,其他3D打印器官和組織鮮少被臨床醫學界接受。究其原因,其實與3D打印大腦的困境一樣,即結構相似而功能不足。

即便3D打印對原生器官的結構進行了極度逼真的模仿,也難以將其功能一成不變地克隆出來,生命的復雜性正在于此。再者,盡管目前有一些3D打印器官或組織具備了一定的生物功能,人們也無法保證其維持運轉的耐久度和功能的全面性。更何況,對于3D打印細胞癌變的研究也尚不成熟,我們無法判斷這些3D打印產物會否給人體帶來更高的癌癥威脅。目前,我國僅有四款3D打印植入物通過了國家食品藥品監督管理總局的認證,足見業界目前對3D打印活性器官和組織植入人體的接受度還很低。

大多數生物3D打印公司并不滿足于生產模型和被試材料,普遍以制造可植入人體的3D打印器官為奮斗目標,功能性3D打印生物組織遂成為業界關注的焦點。我們相信,假以時日,這一瓶頸終會被突破,3D打印將掀起再生醫學的革新浪潮,讓更多病患重獲新生。

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