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3D打印肝脏“补丁”可延长移植患者寿命一两年

2017-03-29 01:48
老猫
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在短短三年内,等待肝移植的患者可能能够捐赠健康细胞,并将它们通过3D打印机复制成可以延长其寿命的美元大小的组织。

位于圣地亚哥的生物打印公司Organovo已经表明,其3D打印的肝组织贴片在植入小鼠时继续发挥作用。那么下一步的研究将是人类。

据悉,这家开发生物打印过程的公司有着10年的历史,可以定制生产多种形式的组织,包括微型人体肝组织和肾组织。

Organovo的3D打印组织已被用于加速临床前药物测试。传统的测试和开发使用动物或放置在培养皿中的小细胞样品,平均花费12亿美元,需要十几年的时间。成本很高,部分原因是90%的药物不通过动物和人体临床试验,所以研究人员必须不断的研究,直到成功。

Organovo的生物打印技术更好地模拟人体组织对药物的反应,并在进入临床试验之前帮助识别有毒药物。打印组织有20层厚,包括更准确地模拟真实人体组织的功能性血管。

“当你把肝细胞放在培养皿上时,其从来没有正常人类肝脏生物学的所有方面,因为它们被排除在正常的背景之外...而肝细胞比不上在那个环境中的大多数细胞,”Organovo CEO Keith Murphy说。

创造组织的主要障碍是继续制造血管系统,为其提供维持生命的氧气和营养物质。生物细胞可能会在组织从打印机上脱落之前死亡。

生物打印技术首先在2014年底开始出现商业用途,从而在器官组织中形成组织和毛细血管网络,以便运送提供生命的血液,更好地模仿活体器官。血管由三层不同的细胞类型组成,堆积约20层深或约500微米厚。首先是一层人类成纤维细胞,然后是一个250微米层的人血管平滑肌细胞,然后是薄层的人血管内皮细胞。

对于打印血管系统有多薄的一些看法,请参考这张厚度为100微米的打印纸。所以,Organovo已经打印的组织是五张纸叠放在一起的厚度。

Organovo的3D打印组织已被世界前十五家制药公司中的11家,如默克公司、百时美施贵宝公司和日本Astellas Pharma公司使用。

默克和阿斯特拉斯在本月的麻醉学会会议上公布的数据显示,与传统药物测试方法相比,3D打印组织更具优越性。

该公司的技术现在正在小型风险资本支持的制药公司中使用,该公司通常只能一次只处理一个或两个药物开发项目。

最近,该技术也显示出移植医学中使用较大治疗组织的潜力。

Murphy说:“我们现在正在通过将肝脏补片直接转移给患者进行临床试验。在这方面的应用还很早,它不是一个完整的器官,我们认为我们还需要很长的时间去研究。”

“我们说的是如何在最短的时间内帮助大多数人,因为我们能够把这个肝脏组织放在一个盘子里,所以我们说让我们用同样的技术做一些东西,以植入到患者身体中。“

Organovo生产的一个肝脏“补丁”具有美元的大小和厚度,可以植入到等待肝移植的患者身体中。

Murphy说:“它可以做的是基本上服用这些患者,并携带它们一两年,使它们具有更好的肝功能,并让其成为移植桥梁。”

“我们已经进行了积极的动物试验,我们将在2020年之前将其放在患者身上。”他补充说。

在小鼠中,肝脏组织贴片早已被证明在移植后7天开始循环血液,并且在植入后至少28天。

治疗性肝脏贴片移植物可能首先用于患有急性、慢性肝衰竭和儿科患者。Organovo打算向美国食品和药物管理局提交一份“调查新药申请表”用于其治疗性肝组织。

根据Organology宣称,美国治疗性肝移植的市场将超过30亿美元。

Organovo不是打印人体组织用于植入物和药物测试的唯一研究机构。

去年,圣地亚哥大学发表了一份报告,显示它已经成功地打印了肝组织和血管系统。

肝脏在身体如何代谢药物和产生关键蛋白质方面起着关键作用,这就是为什么打印的肝脏模型在实验室越来越多地被用作药物筛选的平台。

其他公司已经成功地使用患者自己的细胞打印皮肤进行嫁接。例如,MaRS Innovations与多伦多大学的创新合作办公室(IPO)合作创建了PrintAlive生物打印机,以创建一种打印皮肤的机器。

哈佛大学威斯康星生物启发工程研究所创建了一台3D打印机,可同时放置四种不同类型的单元格。该研究的突破是创造能够喂养活组织的血管的能力。

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