人體器官移植為重病患者提供了一條至關(guān)重要的生命線(xiàn)，但可供移植的器官太少：僅在美國(guó)，目前就有超過(guò) 112,000 人在等待移植。3D 打印器官的前景是解決這一短缺的一種可能解決方案，但它充滿(mǎn)了復(fù)雜性和技術(shù)障礙，限制了可以打印的器官類(lèi)型。史蒂文斯理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在正在通過(guò)利用幾十年前的技術(shù)來(lái)復(fù)制任何組織類(lèi)型來(lái)克服這些障礙。
這項(xiàng)工作由史蒂文斯謝弗工程與科學(xué)學(xué)院機(jī)械工程系副教授 Robert Chang 領(lǐng)導(dǎo)，可以隨時(shí)為 3D 打印任何類(lèi)型的器官開(kāi)辟道路，甚至直接在開(kāi)放性傷口上打印皮膚。
“在不需要人類(lèi)捐贈(zèng)者的情況下創(chuàng)造新的器官來(lái)訂購(gòu)和挽救生命將對(duì)醫(yī)療保健帶來(lái)巨大的好處，”Robert Chang 說(shuō)，他的工作發(fā)表在 4 月號(hào)的《科學(xué)報(bào)告》上。“然而，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)很棘手，因?yàn)槭褂?lsquo;生物墨水’——充滿(mǎn)培養(yǎng)細(xì)胞的水凝膠——打印器官需要對(duì)打印的超細(xì)纖維的幾何形狀和尺寸進(jìn)行一定程度的精細(xì)控制，這是目前 3D 打印機(jī)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。”
Chang 和他的團(tuán)隊(duì)，包括 Chang 實(shí)驗(yàn)室的第一作者和博士生 Ahmadreza Zaei，希望通過(guò)快速跟蹤一種新的 3D 打印工藝來(lái)改變這種狀況，該工藝使用微流體——通過(guò)微小通道精確操縱液體——在小得多的環(huán)境中運(yùn)行規(guī)模超出了可能。“最近的出版物旨在提高通過(guò)微流體生物打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的制造微組織和微纖維結(jié)構(gòu)的可控性和可預(yù)測(cè)性，”Zaeri 說(shuō)。
目前大多數(shù) 3D 生物打印機(jī)都是基于擠壓的，從噴嘴中噴出生物墨水以創(chuàng)建大約 200 微米的結(jié)構(gòu)——大約是面條的十分之一寬?；谖⒘黧w的打印機(jī)可以打印與單細(xì)胞規(guī)模相當(dāng)?shù)臄?shù)十微米量級(jí)的生物對(duì)象。
“規(guī)模非常重要，因?yàn)樗鼤?huì)影響器官的生物學(xué)，”Chang 說(shuō)。“我們?cè)谌祟?lèi)細(xì)胞的規(guī)模上運(yùn)作，這讓我們能夠打印出模仿我們?cè)噲D復(fù)制的生物特征的結(jié)構(gòu)。”
除了在較小的規(guī)模上運(yùn)行外，微流體還可以使多種生物墨水(每種包含不同的細(xì)胞和組織前體)在單個(gè)打印結(jié)構(gòu)中互換使用，這與傳統(tǒng)打印機(jī)將彩色墨水組合成單個(gè)生動(dòng)圖像的方式非常相似.
這很重要，因?yàn)殡m然研究人員已經(jīng)通過(guò)鼓勵(lì)組織在 3D 打印的支架上生長(zhǎng)來(lái)創(chuàng)建膀胱等簡(jiǎn)單器官，但肝臟和腎臟等更復(fù)雜的器官需要精確組合許多不同的細(xì)胞類(lèi)型。“能夠以這種規(guī)模進(jìn)行操作，同時(shí)精確混合生物墨水，使我們能夠復(fù)制任何組織類(lèi)型，”Chang 說(shuō)。
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶(hù)上傳，與本網(wǎng)站立場(chǎng)無(wú)關(guān)。財(cái)經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。 如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除！