世界首例 3D 打印气管移植手术：仅两周时间打印器官，半天手术移植

南极熊获悉，世界上第一个 3D 打印器官（部分由他人的干细胞制成）已在韩国成功移植到患者体内。由科学家、医生和工程师组成的团队于 2023 年在首尔圣玛丽医院首次进行了 3D 打印气管移植手术，患者是一名 50 多岁的女性，在接受去除甲状腺癌手术后失去了部分气管。



患者的新器官由软骨和粘膜内层（肺部和鼻子的湿润内层）构成，科学家们从其他患者身上获得了鼻干细胞和软骨细胞来制造器官，这些细胞是在治疗鼻塞和鼻中隔手术过程中被丢弃的细胞。3D 打印的气管还包含用于结构支撑的聚己内酯 (PCL) 以及生物墨水。PCL预计只能持续五年，科学家们希望这个人造器官能够帮助患者的身体在生物降解之前再生出自己的气管。

据医院介绍，在过去气管切除后现有的治疗方法无法恢复原来的器官，而且复杂且危险。如今，使用增材制造技术，可能会彻底改变甲状腺癌、先天性异常或气管创伤患者的治疗方法。该手术的突破之一是患者不需要任何免疫抑制剂，手术六个月后，气管不仅愈合良好，而且新血管开始形成。该研究目前正在接受同行评审，未来将在科学期刊上发表。

3D 打印定制气管
为了使气管的尺寸和尺寸与患者的具体情况相匹配，该团队首先收集了患者的 CT 和 MRI 数据，以便可以设计出完美贴合的气管。在这种情况下，气管的长度必须小于 5 厘米（2 英寸）。研究人员花了不到两周的时间打印出来，并通过半天的手术移植到患者体内。

该项目是韩国天主教大学、嘉泉大学以及制造打印机的生物医学工程公司 T&R Biofab 合作的结果，汇集了 20 年的研究成果，最早的实验室研究可以追溯到 2004 年。在此期间，主要研究人员收集了实验室数据，包括对比格犬等动物进行的测试。据 T&R Biofab 称，这些支持数据对于监管机构的批准是必要的。T&R Biofab 设计的打印机专门用于打印中空管状结构，采用高精度技术使科学家能够创造出这样的个性化器官。这款定制打印机是专门为首尔圣玛丽医院设计的，目前无法在医院外使用，但 T&R Biofab 未来会扩大其生产。



T&R Biofab 科学战略主管 Paulo Marinho 博士说道：“虽然现在说3D 生物打印可以解决目前移植器官短缺的问题还为时过早，但它肯定增加了部分解决某些器官或某些特定适应症问题的希望，或者至少填补了传统医学之间的空白。 我们曾经在2019年于《自然通讯》发表了一篇研究文章，打印了干细胞衍生的心脏贴片来帮助老鼠梗塞的心脏，这是增材制造技术可以用于治疗病痛的实例。”