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3D打印活体器官或替代“原装”器官延长生命
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/271803.htm人们惯常接受的知识是,人类的器官会慢慢退化、衰竭。然而,如今科技告诉你,由器官损伤或衰竭导致的寿命“天花板”被突破,生命体器官可以借助3D打印替代“原装”器官。
由清华大学化学系刘冬生课题组参与研发的DNA水凝胶材料成功应用于活细胞的3D打印,并可以做到秒级成型,被业界称为“一种非常有前景的打印三维组织和人工器官的材料”。
这种材料得以应用于活体器官打印的优势在于什么?研究员刘冬生解释说,此新型水凝胶材料能够同时满足多项活细胞3D打印的需求:秒级成型;条件温和,过程完全在生理条件下完成,不涉及化学反应以及能够对细胞造成伤害的外界刺激;强度、通透性好,打印出来的产品不变形、不易被软化,可以保证细胞营养物质的输送;具有较强的触变性和自修复性能,在细胞生长的同时可以不断改变自身的结构;更重要的是,它可根据需要迅速分解不残留,最终使打印出的活体器官实现成功移植。
国外科学家对此评论,此凝胶可以通过多层打印实现厘米级结构的构建,具有足够好的强度以维持其形状,避免塌缩或溶涨,且使共同打印的活细胞保持活性。
未来,越来越多的人体器官可以被打印成型。由此我们可以大胆想象:借助3D打印器官,未来人们的生命可以被延长。
人类移植心脏:可先植入动物体内发育
毫无疑问,3D打印是掀起当前全球技术革命的关键,对于这一超出普通人认知的先进技术,自然也需要超前与大胆的研究构想。人体每一个器官内部的血管、神经、元素、细胞均非常复杂,有限的技术所制造的东西如何才能替代无限的器官?
目前,美国已出现3D打印的膀胱、肾脏被成功移植进人体的先例,导致外界对医疗界打印活体器官充满了期待。
中国3D打印技术产业联盟副理事长、美国Drexel大学教授周功耀在2014世界3D打印技术产业博览会上指出,对于亟待更换器官、濒临死亡的重病患者,3D打印活体器官是一种紧急的补救措施,“这种方法有可能成功或者在患者身体中起到一定作用,患者就暂时能够继续生存。”
但是,病人能够继续生存多长时间、器官能否正常运作且会不会产生毒副作用?对于这些问题医生都无法在当下立刻确认,只能长时间跟踪病人的情况。周功耀指出,3D打印活体器官至少需要观察病人长达几十年的时间,“这样才能确认器官是不是真的好用,因此判定3D打印器官技术成熟所需的时间还很长。”最为关键的是,从细胞组织入手的活体器官打印难度极大,人体细胞极为“娇嫩”,确保其在打印过程中成活非常困难,酸度、pH值、养分、二氧化碳等都对细胞的活性有很大的影响。
基于种种技术难题,业内人士普遍认为,距离3D打印人体器官产品化至少还需要10~15年的时间。一家生物科技公司总裁刘青举例说,如对于需要移植心脏的患者,他大胆设想可以先在体外通过3D打印技术培养心脏,再移植入转基因动物的体内。“以转基因动物作为生物反应器,心脏的血管、神经等能较快发育完整,之后再将心脏拿出植入人体我认为这个方法具有一定的可行性。”刘青说。
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