3D打印肾脏的分析

3D打印动态
2012
11/13
10:09
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视频原片上专门有disclaimer:

these printed kidney structures are early prototypes that are being studied experimentally and are year away from functional and clinical use
这个disclaimer有两点很重要:
第一,这叫kidney structure, 不叫kidney,本质上来说,这是个模型。虽然用的材料可能是活细胞。
第二,告诉大家这东西还要很多年才能实用。

视频上看到的打印机工作原理其实不复杂,就是:
1. 非常精细地扫描肾的三维结构
2.打印机能够用不同的“喷头”切换打印材质,不同的材质代表不同种类的细胞。
3.根据扫描的模型,用打印机重建

技术的难点根本不在扫描或打印上,这个时代已经有精度极高,能够实用的3D打印机。难点在生物技术上。
膀胱这样的器官容易处理,是因为它就是一个袋子。只要物理结构正确,材质合适,不产生过大的排异反应,就能用。你不用给它做出正确的微结构,因为你都不用活细胞来制造它,也就避免了供血,神经布线等等一系列大麻烦。
肾这样的器官完全两回事。要想“打印”出一个能用的肾,首先你要保证能体外制造各种有活性的肾脏细胞。包括神经使用的神经细胞,血管使用的上皮细胞,以及各种特性的结缔组织,最后还有结构和功能都很复杂的肾小球组织。这是一个现阶段无法企及的任务。大部分的人类细胞都不能准确地地体外增殖。
其次你把有活性的细胞安放到位置,不等于它能变成有功能的组织。举个例子:毛细血管,组成血管壁的细胞在发育生成毛细血管时,相互之间会产生表面生化反应,来形成不同的组织需要的不同通透度。这种尺度的“装配”不是三D打印的精度能够处理的。
我觉得这种技术研究很有趣,也有希望解决一些相对简单的问题,比如膀胱或者骨,关节,但要对付肾、肝之类微结构复杂,代谢功能复杂的器官,是走错了方向。这样的器官比较合理的形成方式是长出来的。不是拼出来的。研究怎么在体外长一个,比“打印”一个要靠谱得多。就像是我需要一道好吃的回锅肉,比较合理的方式是去研究原料和菜谱和烹调程序,而不是研究3D扫描回锅肉,准备各种复杂的分子,然后拼一盘出来。生物的方式本质上来说就是菜谱的方式。


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