5個可3D打印制造的人體器官

      生意社9月3日訊　目前,，3D打印如火如荼，人們用3D打印方法制造出的產(chǎn)品也千奇百怪,，包羅萬象,，比如飛機零件、食物等,。但3D打印似乎并不就此滿足,，現(xiàn)已將目光瞄準(zhǔn)了人體器官,。美國《大眾科學(xué)》網(wǎng)站在近日的報道中，為我們梳理了5個可以通過3D打印制造完成的人體器官,。

耳朵

　　研究團隊：美國康奈爾大學(xué)

　　制造步驟：生物工程師們使用一副孩童耳朵的3D掃描圖,，在SolidWorks計算機輔助設(shè)計（CAD）程序的幫助下，設(shè)計出一個由7部分組成的模型,，并分別打印出這些部分,。隨后，科學(xué)家們將一種高密度的凝膠灌入該模型內(nèi),，這些凝膠由2.5億個牛的軟骨細(xì)胞和從鼠尾提取的膠原蛋白（作為支架使用）制成,。15分鐘后，研究人員將得到的耳朵移出并在細(xì)胞培養(yǎng)皿中培育,。3個月的時間內(nèi),，軟骨就可以取代膠原蛋白。

　　好處：每1.25萬名兒童中就有一名兒童罹患先天性小耳畸形（Microtia）,，患者由于外耳發(fā)育不良或畸形會喪失聽力,。與合成植入物不同的是，由人體細(xì)胞培育而成的耳朵能更好地同人體相結(jié)合,。

腎臟

　　研究團隊：美國維克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所

　　制造步驟：一臺3D生物打印機放置多種類型的腎臟細(xì)胞（由活體組織提取出的細(xì)胞培育而成）并同時使用可生物降解的材料制造出一個支架。得到的產(chǎn)品接著被放在培養(yǎng)皿中進行培育,。支架在被植入患者體內(nèi)后會隨著功能組織的逐漸生長而逐步降解,。

　　好處：據(jù)調(diào)查，美國排隊等候器官移植的病人中,，有80%的病人等待的器官是腎臟,。目前通過生物打印方法制造的腎臟仍然無法發(fā)揮作用，但一旦它們開始發(fā)揮作用,，醫(yī)生們有望使用病人自己的細(xì)胞培育出能與身體其他部位完美匹配的器官,。

血管

　　研究團隊：美國賓夕法尼亞大學(xué)和麻省理工學(xué)院

　　制造步驟：研究人員使用一臺開源的RepRap打印機和定制軟件，在一個模型內(nèi)打印出一個糖絲網(wǎng)絡(luò),，并用從玉米那提取出的化合物覆蓋這些糖絲,。接著，他們將包含有組織細(xì)胞的凝膠放入模型內(nèi),。隨后,，他們將準(zhǔn)備妥當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)在水中清洗。一旦入水,，糖溶解在水中,，只留下組織中空空的管道。

　　好處：研究人員已經(jīng)證明,，朝這一管道泵入營養(yǎng)物質(zhì)能增加周圍細(xì)胞的存活率,。因為血管是組織的健康衛(wèi)士,，維持著組織的健康，了解如何對這一系統(tǒng)進行升級并打印出更大的,、更柔韌的血管系統(tǒng)是最終打印出整個器官的關(guān)鍵,。

皮膚移植片

　　研究單位：美國維克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所

　　制造步驟：首先，一個定制的生物打印機對病人的傷口進行掃描并標(biāo)示出需要進行皮膚移植的部位,。隨后,，一個噴墨閥噴出凝血酶；另一個噴墨閥噴出細(xì)胞,、膠原蛋白以及纖維蛋白原（凝血酶和纖維蛋白原會相互反應(yīng)制造出凝結(jié)劑血纖維）組成的混合物,。然后，生物打印機打印出一層人體成纖維細(xì)胞,，隨后再打印出一層名叫角化細(xì)胞的皮膚細(xì)胞,。

　　好處：在傳統(tǒng)的皮膚移植手術(shù)中，醫(yī)生們會從身體的某個部位提取細(xì)胞并將其膠結(jié)在另一個部位,。維克森林大學(xué)的研究人員希望能將新的皮膚直接打印在傷口部位,。最終，他們計劃制造出一臺能在戰(zhàn)場和災(zāi)區(qū)使用的便攜式打印機,。


骨頭

　　研究團隊：美國華盛頓州立大學(xué)

　　制造步驟：研究人員利用一種用來打印電動汽車零件的3D打印機,，使用陶瓷粉末打印出一個支架。隨后,，一臺噴墨打印機噴出一層塑料粘合劑覆蓋這些陶瓷,。接著，科學(xué)家們將這一結(jié)構(gòu)在1250攝氏度的高溫下烘烤120分鐘后,，再將其同人體骨頭細(xì)胞一起放入培養(yǎng)皿中進行培育,。一天后，支架就可以支持骨頭細(xì)胞的生長,。

　　好處：每年,，有數(shù)百萬人因為交通事故導(dǎo)致骨折和骨裂，傳統(tǒng)方法很難讓其修復(fù)�,，F(xiàn)在,，醫(yī)生們可以使用核磁共振成像作為參考，打印出特制的移植物,，其能與碎裂的骨頭完美地吻合在一起,。

　　盡管3D打印機有望制造出更多的人體器官，但有科學(xué)家警告稱,，從人體細(xì)胞,、組織乃至器官被“打印”出來，到真正應(yīng)用于臨床，還有相當(dāng)長的一段路要走,。