美國維克森林大學再生醫(yī)學研究所的研究人員近期宣布，已開發(fā)出一種3D生物打印機，打印出的人體器官具備獲取氧氣和營養(yǎng)的“通道”。

　　如果這一技術得到完善，那么將可以解決3D打印器官最大的障礙之一：如何向人造組織提供營養(yǎng)。

　　該研究所負責人安東尼·阿塔拉(Anthony Atala)表示：“這一打印機可以制造出穩(wěn)定、符合人體尺寸的任何形狀的組織。在未來發(fā)展中，這一技術將可以打印活體組織和器官結構，用于器官移植手術。”

　　阿塔拉及其同事的這一成果已發(fā)表在《自然生物技術》期刊上。這一生物打印機名為“一體式組織-器官打印系統(tǒng)”(ITOP)。

　　生物打印需要用到來自捐贈者的細胞。這些細胞需要在實驗室中培養(yǎng)，并置于水基凝膠中。隨后，這些凝膠將被注入可生物降解的聚合物結構，使細胞處于適當位置。阿塔拉和其他研究者此前曾發(fā)明過多種方式去打印人造皮膚和人造膀胱。然而，這樣的人造器官存在局限：由于缺少血管，因此這些器官的厚度均不能超過200微米，這大約等于頭發(fā)絲的寬度。

　　包括維克森林大學的團隊在內(nèi)，多支研究團隊都在探索新技術，用于打印更厚的人體組織。

3D打印的人耳

　　阿塔拉的ITOP生物打印機能在計算機控制下使用多種不同類型的凝膠去打印，這類似于噴墨打印機的噴墨。在這一過程中，ITOP可以在打印出的組織內(nèi)部構造微型通道。在器官的初步成長中，這些微型通道可以提供血管的功能，使營養(yǎng)物質(zhì)和氧分子抵達器官內(nèi)部的細胞。

　　阿塔拉表示：“我們的研究成果表明，我們使用的‘生物墨水’以及微型通道提供了細胞成活、組織生長的合適環(huán)境。”

　　在被植入生物體之后，通過“血管形成”過程，血管將取代微型通道。在最新實驗中，研究人員制造了多種人體結構，包括人耳、肌肉纖維，以及顎骨碎片。

　　其中，3D打印人耳已被移植至小鼠身體。在兩個月時間里，人造器官內(nèi)的血管和軟骨組織逐漸成型。人造肌肉纖維同樣在小鼠體內(nèi)進行了實驗。在移植的兩周后，實驗表明，這些肌肉有著足夠的強度，以支撐血管和神經(jīng)的形成。而當顎骨被植入小鼠體內(nèi)后，研究人員發(fā)現(xiàn)，血管在5個月后形成。

　　維克森林大學的這一生物打印技術尚未被用于人體。不過阿塔拉及其同事認為，這一技術也適合人體。這種技術的一大優(yōu)勢在于，打印的器官可以訂制，從而完全符合器官接受者的需求。

　　對于戰(zhàn)場上的傷員來說，生物打印技術將提供一種恢復健康的新工具。最終，打印腎臟等更復雜的器官也將成為可能。