科學(xué)家正用3D打印開(kāi)發(fā)含微芯片的可移植人工腎臟

由于捐獻(xiàn)器官的數(shù)量非常有限，所以目前全世界仍有許多需要器官移植的患者在煎熬中等待著,。雖然目前正在快速發(fā)展的生物3D打印技術(shù)有望在不遠(yuǎn)的未來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但3D打印的器官（比如腎臟）仍需數(shù)年時(shí)間才能真正實(shí)際應(yīng)用,。為此,，范德比爾特大學(xué)William Fissel教授和他的團(tuán)隊(duì)正在借助3D打印開(kāi)發(fā)一種更加實(shí)際的替代解決方案 — 生物混合型可移植器官。

目前,，團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)的該類型器官是迷你腎臟,。它本質(zhì)上一種透析設(shè)備，僅有易拉罐大小,，由外殼、微芯片控制的過(guò)濾器,，以及活體腎臟細(xì)胞組成,，能模擬腎臟功能，從人體中移除足夠的代謝廢物,、水和無(wú)機(jī)鹽,，起到一種“體內(nèi)透析”的作用。

這些腎臟細(xì)胞將由被植入者本身提供生存所需的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),，而之所以采用以硅納米技術(shù)為核心的微芯片是因?yàn)樗鼈兂杀镜土�又不失精確,，非常適合制造過(guò)濾器。最終的成品將含有15個(gè)這樣的微芯片,。

除了這種微芯片過(guò)濾器,，這種迷你腎臟還有一個(gè)亮點(diǎn)，就是驅(qū)動(dòng)能源并非電池,，而是植入者的自然血壓 — 它將推動(dòng)血液進(jìn)入其中的過(guò)濾器,。而血液之所以不會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)很大程度上是因?yàn)檠b置中含有優(yōu)化的定制化通道結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)是使用數(shù)字3D模型創(chuàng)建,，再經(jīng)過(guò)3D打印的原型測(cè)試后才最終定型的,。

目前，這種迷你腎臟所需的腎臟細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)得很好,，已經(jīng)生成了細(xì)胞膜,。這種結(jié)構(gòu)將重吸收血液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)攔截廢棄物,，最后形成尿液,。

事實(shí)上，這一研究項(xiàng)目早在2003年就啟動(dòng)了,。當(dāng)時(shí)它得到了美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）的資金支持�,，F(xiàn)在，由于有了更新的進(jìn)展，項(xiàng)目又得到了該機(jī)構(gòu)提供的4年600萬(wàn)美元的新一輪撥款,。根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的消息,，首批臨床試驗(yàn)有望在2017年底開(kāi)始。

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《3D打印在醫(yī)學(xué)應(yīng)用趨勢(shì):造人體器官》
《世界首個(gè)3D打印全細(xì)胞腎組織面世》

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