离生物打印可移植组织和器官又近了一步

一项新的研究报告称，研究人员已经朝着为受重大疾病和创伤影响的人“生物打印”可移植组织和器官的目标迈进了一大步。

来自悉尼大学、哈佛大学、斯坦福大学和麻省理工学院的科学家们已经模仿人体的生物打印人造血管网络循环系统这是生长大型复杂组织所必需的。

研究报告的主要作者、悉尼大学研究员路易斯·贝尔塔索尼博士说:“每年有成千上万的人死于缺乏器官移植。”

“由于癌症，更多的人接受了手术切除组织和器官，或者他们卷入了严重骨折和受伤的事故。

“想象一下，能够走进一家医院，打印出一个完整的器官——或者我们所说的生物打印——所有的细胞、蛋白质和蛋白质血管在正确的地方，只需按一下电脑屏幕上的“打印”按钮。

“我们离这个目标还很远，但我们的研究正在解决这个问题。我们的发现是朝着实现这些目标迈出的重要新一步。

“目前，我们基本上是在打印‘原型’，随着我们的改进，它们最终将被用来改变我们治疗全球患者的方式。”

该研究的挑战-网络细胞与一个血液供应．

细胞需要随时获取营养、氧气和有效的“废物处理”系统来维持生命。这就是为什么“血管化”——一种功能运输系统——是人体工程学的核心生物组织和器官。

“大型组织和器官工程的最大挑战之一是生长一个神经网络血血管和毛细血管，”贝尔塔索尼博士说。

“细胞死亡没有一个充足的血液供应因为血液提供氧气，这是细胞生长和在体内执行一系列功能所必需的。”

“为了说明我们面临的生物工程挑战的规模和复杂性，假设身体中的每个细胞距离含氧血液的供应只有一根头发的宽度。

“复制这些网络的复杂性一直是阻碍组织工程成为现实世界临床应用的绊脚石。”

但这正是研究人员现在所取得的成就。

研究人员的成果

使用高科技的“生物打印机”，研究人员制造了大量相互连接的微小纤维作为模型人造血管．

然后，他们用富含细胞的蛋白质材料覆盖3D打印的结构，通过光照使其固化。

最后，他们去除了生物打印纤维，留下了一个微小的通道网络人内皮细胞，自组织形成稳定的毛细血管血不到一周(见下图)。

研究表明，与没有营养供应的细胞相比，生物打印血管网络显著促进了更好的细胞生存、分化和增殖。

突破意义

根据Bertassoni博士的说法，新的生物打印技术的一个主要好处是能够制造能够支持生命运行的大型三维微血管通道，具有足够的精度来满足个别患者的需求。

他说:“虽然我们已经能够在实验室中重建组织的小部分，但在眨眼之间打印具有功能性毛细血管的三维组织的可能性是一个游戏规则的改变者。”

“当然，简化的再生材料早就有了，但复杂和功能器官的真正再生是医生真正想要的，也是患者真正需要的，这是我们工作的目标。