肝腎器官15年后或可靠打印實(shí)現(xiàn)移植

    活體腎臟移植排隊(duì)要等多久?醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室如何有效教學(xué)？制藥研發(fā)必須使用動(dòng)物或人體試驗(yàn)嗎？

    日前，來(lái)自杭州電子科技大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出一臺(tái)生物材料3D打印機(jī)。通過(guò)這臺(tái)打印機(jī)，使用水凝膠及人體活細(xì)胞作為材料，已經(jīng)成功打印出較小比例的人類(lèi)耳朵軟骨組織、肝臟單元、腎臟單元、血管……甚至人臉。

    科學(xué)家預(yù)計(jì)未來(lái)10～15年，打印活體“肝”、“腎”并進(jìn)行移植將有望推廣。

    屆時(shí)，人類(lèi)益壽延年并非南柯一夢(mèng)。

    文/本報(bào)記者 王丹陽(yáng)

    8月9日，在杭州電子科技大學(xué)2號(hào)教研樓332實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，本報(bào)記者見(jiàn)證了打印機(jī)打印人體器官。

    活細(xì)胞存活率達(dá)90%

    這臺(tái)通體黑色，重達(dá)50公斤，一臺(tái)縫紉機(jī)大小名叫“Regenovo”的機(jī)器，打印的就是人類(lèi)耳朵軟骨組織，構(gòu)成肝臟的肝單元組織、血管等。這臺(tái)打印機(jī)“干活”非常迅速，打印一個(gè)比例稍小的耳朵或鼻子只需半小時(shí)到1小時(shí)，一張手心大小的人類(lèi)臉部面具，大約只需4小時(shí)，耗費(fèi)的水凝膠材料也不過(guò)50毫升。

    “Regenovo”的主要開(kāi)發(fā)者杭州電子科技大學(xué)生命信息與儀器工程學(xué)院教授徐銘恩把水凝膠和人體活細(xì)胞比作“搭金字塔”的磚與水泥。除了活細(xì)胞，“Regenovo”還可使用多種生物材料。此前，徐銘恩的團(tuán)隊(duì)將用它打印出骨骼支架用在小鼠的大腿外側(cè)實(shí)驗(yàn)，生物材料降解后，產(chǎn)生許多軟骨，獲得成功。

    幾天前，來(lái)自浙江大學(xué)、解放軍117醫(yī)院等多位教授對(duì)“Regenovo”進(jìn)行鑒定。這份鑒定報(bào)告讓徐銘恩與他的團(tuán)隊(duì)被外界關(guān)注。

    這份報(bào)告稱(chēng)，與國(guó)際同類(lèi)的生物3D打印機(jī)相比，“Regenovo”不僅率先實(shí)現(xiàn)無(wú)菌條件下的生物材料和細(xì)胞3D打印，新型的溫控單元和打印噴頭設(shè)計(jì)，能夠支持從-5℃到260℃熔融的多種生物材料打印。同時(shí)，打印出的人體活細(xì)胞有著高達(dá)90%的存活率。目前打印的活細(xì)胞存活時(shí)間最長(zhǎng)為4個(gè)月。

    造“活器官”不再是夢(mèng)

    在從2000年就開(kāi)始從事生物醫(yī)學(xué)工程研究的徐銘恩看來(lái)，生物3D打印屬于生物制造的概念范疇，生物制造就是以先進(jìn)制造技術(shù)去解決生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)中的問(wèn)題。我國(guó)在生物制造領(lǐng)域一直處于世界前列水平，清華大學(xué)的顏永年教授是這一領(lǐng)域的先驅(qū)。

    徐銘恩認(rèn)為，當(dāng)3D打印與醫(yī)學(xué)影像建模、與仿真技術(shù)結(jié)合后，能夠在人工假體、植入體、人工組織器官制造方面產(chǎn)生巨大推動(dòng)效應(yīng)。比如假牙和假肢的應(yīng)用，能根據(jù)每個(gè)人的特定情況“量身定做”。在目前技術(shù)發(fā)展下，未來(lái)15~20年，人類(lèi)有可能擁有一個(gè)自身細(xì)胞打印的肝臟器官用于移植。

    “好技術(shù)就應(yīng)該拿出來(lái)分享”，36歲的徐銘恩說(shuō)，這是他的導(dǎo)師、清華大學(xué)教授顏永年對(duì)他說(shuō)過(guò)的一句話。

    目前精度還不夠

    盡管活細(xì)胞打印，開(kāi)啟了人類(lèi)打印器官組織的研究活動(dòng)，但從實(shí)驗(yàn)室到真正醫(yī)療運(yùn)用，乃至器官移植仍需要時(shí)間。“主要是精度還不夠”，徐銘恩說(shuō)，用“Regenovo”打印的肝單元結(jié)構(gòu)，比普通細(xì)胞大五倍。“這好比電腦屏幕的分辨率，生物3D打印的細(xì)胞比正常細(xì)胞要粗糙5倍。”而且，人類(lèi)對(duì)細(xì)胞認(rèn)識(shí)與研究還不夠，可供3D打印的細(xì)胞種類(lèi)仍不多。