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Wyss研究所研究人员借生物3D打印技术研究器官工程

导读: 一段时间以来,3D打印界一直有传言,研究的突破可能导致新的器官不断被3D打印,当然,科学界几十年来一直在思考这个问题。但器官工程领域正在取得实质性的进展,使器官创造的未来更接近可能的领域。

器官移植本身就是一个相当不可思议的程序,它的发展和持续的改进,使得接受者受益颇多。每年在美国有超过3万人接受移植手术,但不幸的是,根据全国肾脏基金会的数据,还有12万人正在等待挽救生命的移植手术,平均每天有20人死亡,因为他们无法获得他们所需要的供体。捐赠肾脏、肝脏、肺、心脏、胰脏和肠道的单个器官捐献者可以拯救八个人的生命。

Wyss研究所研究人员借生物3D打印技术研究器官工程

虽然有将近45%的美国成年人登记为器官捐献者,但严峻的事实是,他们不得不在死亡以后才能将器官提供给其他人,并且根本没有足够的器官来满足需要接受移植手术的患者的需求。通过能够捐赠肾脏或肺脏,或者肝脏、肠道或胰腺的活体捐献者,也不能满足需求。相反,研究界的梦想是,通过从头建立器官来挽救患者生命。

一段时间以来,3D打印界一直有传言,研究的突破可能导致新的器官不断被3D打印,当然,科学界几十年来一直在思考这个问题。但器官工程领域正在取得实质性的进展,使器官创造的未来更接近可能的领域。哈佛大学Wyss研究所的组织工程、三维生物加工、生物材料设计和干细胞分化的研究人员组成的多学科团队正在继续研究,在他们的成功基础上创建一个功能肾脏亚基,目前的工作是为每个器官建立独特的分支血管网络。

Wyss研究所研究人员借生物3D打印技术研究器官工程

他们的努力的重点是创建细胞和亚基,以后可以用来生成完整的器官,所以目前还没有从打印机上成功打印肾脏。Wyss研究所提供的先进的生物3D打印功能已经允许Jennifer Lewis博士在芯片上创建器官,使用特殊的聚合物油墨创建由人体细胞组成的结构,包括脉管系统和细胞外基质。这些器官模仿的组织提供了独到的见解,因为研究人员继续努力创造有活力的人体器官。团队在它之前有它想要的工作计划:

在建立了器官特异性血管网络之后,研究团队将努力开发额外的方法和工具,以整合其他特殊细胞类型,如结缔组织中为器官提供内聚性和稳定性的细胞类型,以及执行实际的器官特异性功能,如肾脏中的血液过滤、肝脏代谢或心脏收缩。在此过程中,到达3D组织结构深处的工程化和诱导血管起到支持更复杂的新生组织的作用,其具有对氧和营养物的细胞类型特异性要求以及因子细胞对其分化和存活的需要。

虽然人们预测工程器官的诞生即将到来,但在说到成功创造之前还有很多障碍需要克服。当然,在成功创建之后,还要考虑他们在移植中使用的具体细节。所以,虽然所取得的进步是令人兴奋的,并且工程器官的潜力是真实的,但与此同时,需要考虑的现实问题也非常多。

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