南极熊3D打印网报道
每年都有成千上万的人死于缺乏供体器官移植。想象一下,人们能够走进医院,然后打印出一个完整的有着所有必需的细胞,蛋白质和血管的器官。虽然那一天离现在还很远,但是根据今天宣布的一项新的研究报告称,研究人员已经在目标为“生物打印”可移植组织和器官的研究项目已经取得了巨大的飞跃,他们希望能为受重大疾病和创伤的人们研究出“生物打印”组织和器官,让他们能够接受移植。
据南极熊3D打印网了解,悉尼大学,哈佛大学,斯坦福大学和麻省理工学院的科学家已经通过生物打印制造出了人造的血管系统网络,模仿了人体的循环系统,这是大型复杂组织生长必需有的系统。
利用一个高科技的生物打印机,研究人员制作出了许多互相关联的微笑纤维为人造血管铸型。然后,他们细胞丰富的蛋白质材料覆盖了3D打印结构,而这个细胞丰富的蛋白质材料是利用光固化的。最后,他们除去了生物打印纤维,留下了由人血管内皮细胞覆盖的微小通道网络,这个网络组织能在不到一周的时间内形成稳定的毛细血管。
研究表明,具有生物打印的血管网络营养的细胞与没有受到任何营养的细胞相比,这个血管网络提升了细胞的存活率,分化程度和增殖速度。
“目前,我们有相当多的打印‘原型’,随着我们技术的提升,这些‘原型’将最终被用于改变我们对待世界各地的患者的方法。”研究的主作者和悉尼大学的研究员Dr.Luiz Bertassoni说。
研究面临的挑战——网络细胞与血液供应
细胞需要营养,氧气和一个有效处理废物的系统来维持生命活动。这就是为什么血管会形成——一个功能性运输系统——是管理生物组织和器官的中心。
“管理大型的组织和器官的其中一个最大的挑战是越来越多的血管和毛细血管网的形成。”Dr Bertassoni说。
“细胞因为没有充足的血液供应而死亡,因为血液能供应氧气,而氧气是细胞生长和在体内发挥其功能的必需品。”
“为了说明生物工程的规模和我们面临的挑战的复杂性,细想,我们身体里的每一个细胞都只有头发的宽度,都依靠这些含氧的血液供应维持正常生命活动。”
“复制这些网络的复杂性已经成为了阻碍组织工程应用到真实世界的临床医学上的绊脚石。”
但是现在,研究人员已经解决了这个问题。
突破性意义
根据Dr Bertassoni,这个生物打印技术的一个主要好处是在有精确度配合个别病人的需要时,可以制备3D微血管通道,维持生命。
“我们已经可以在实验室里再造组织小部件了,打印带有功能性毛细血管的3D组织的可能性在眨眼间就变成了一个关键的转折。”
“当然,简化的再生材料已经可以有效利用,但真正的具有复杂功能的器官再生才是医生所想,病人所需,而且这也是我们的工作目标。”
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