研究人員在新一期英國(guó)《自然·生物技術(shù)》雜志上報(bào)告說(shuō),他們利用新開(kāi)發(fā)的3D生物打印系統(tǒng)打印出的人造耳朵、骨頭和肌肉組織,移植到動(dòng)物身上后都能保持活性。這項(xiàng)技術(shù)尚處于早期試驗(yàn)階段,未來(lái)發(fā)展成熟后,可能解決人造器官移植難題。
當(dāng)前,3D生物打印技術(shù)打印出來(lái)的器官組織通常在結(jié)構(gòu)上非常不穩(wěn)定、過(guò)于脆弱,無(wú)法用于外科移植手術(shù);并且由于這些成品缺乏血管構(gòu)造、尺寸也偏小,即便移植,器官也不容易獲取氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),很難存活。
針對(duì)上述問(wèn)題,美國(guó)韋克福雷斯特大學(xué)再生醫(yī)學(xué)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)改進(jìn)了現(xiàn)有3D生物打印技術(shù),開(kāi)發(fā)出“組織和器官集成打印系統(tǒng)”(ITOP)。這一新開(kāi)發(fā)的3D生物打印系統(tǒng),可將含有活性人體或動(dòng)物細(xì)胞的水基凝膠與可生物降解的聚合材料結(jié)合作為打印材料,有助于人造器官形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這一系統(tǒng)還能在人造器官中打印出許多類似血管的微小通道。器官組織移植到動(dòng)物身上后,可通過(guò)這些通道獲取氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這是保證器官移植后存活的關(guān)鍵。一段時(shí)間后,血管會(huì)逐漸在人造器官中生長(zhǎng),取代微型通道。
為驗(yàn)證效果,研究人員將打印的人造耳朵、肌肉纖維和顎骨移植到小鼠身上。一段時(shí)間后,這些人造器官組織都成功存活下來(lái),并長(zhǎng)出了血管和神經(jīng)等結(jié)構(gòu)。報(bào)告作者之一、韋克福雷斯特大學(xué)再生醫(yī)學(xué)學(xué)院學(xué)者安東尼·阿塔拉說(shuō),將兩種材料結(jié)合的打印過(guò)程以及組織結(jié)構(gòu)中的微小通道,為人造器官中的細(xì)胞存活、組織生長(zhǎng)提供了適當(dāng)環(huán)境。
ITOP的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是,能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)斷層掃描及核磁共振成像技術(shù)為患者量身定制要移植的器官組織。比如,一位患者需要接受耳朵移植,這一系統(tǒng)能夠根據(jù)成像數(shù)據(jù)打印出尺寸合適的人造耳朵供移植。