解决了这些问题 3D打印人体器官将迎来广阔的美好时代

医疗器械 来源:腾讯数码
2015
05/25
17:04
腾讯数码 医疗器械


3D打印机可以打印出巧克力、鞋子、飞机模型等物体,这听起来非常有趣,且充满神秘感。不过,有很多科学家正在从事着一项枯燥、但却对人类有着重大意义的3D打印技术研究:他们通过打印人体器官来挽救人类生命,来改变人的生活。

设想一下,如果我们能够按照需要打印人体器官,病人在接受器官移植手术时,就免去了漫长的时间等待。单在美国,目前就有78,837名病人正在等待器官捐助。自2014年1月以来,仅有3,407名病人成功获得了器官捐赠。尽管3D打印人体器官能够弥补这一空缺,但是,在这一技术领域,我们还处于早期开发阶段。相比塑料玩具打印,3D打印人体器官要复杂的多。

何为3D人体器官打印?

事实上,很早以前,研究人员就已经在实验室里培植人体器官,但是直到上世纪90年代,“生物打印”才突然引起人们的关注。这一切得感谢威克弗里斯特再生医学研究院科学家,他们3D打印出来了人造膀胱。本世纪初,克莱姆森大学生物工程师托马斯·博兰(ThomasBoland )开始利用喷墨打印机来分离生物“墨水”,并最终打印出3D物体。

2007年,第一家生物打印公司Organovo成立。这家公司打印的肝脏组织样本用于药物测试和研究。该公司希望能够在不远的将来开发出一种能够正常使用的肝脏。

3D人体器官如何操作?

尽管3D人体器官打印和塑料雕像打印之间存在很大差异,但是它们的打印过程是极为相似:两种打印机都包括了一个墨盒和喷头,它们可以喷出“墨水”(生物墨),并且是逐层喷墨。不过,两者之间又存在明显的不同:

我们都知道大多数器官的样子,但是想要打印出适合单个个体的器官,科学家需要对病人进行CT扫描。然后,他们需要通过计算机软件来分析结果,并制出一张“蓝图”,这张蓝图需要对细胞在每层组织中的位置做详细说明。

生物打印机使用的并非是PVC 塑料或者金属,而是人体细胞以及粘合剂(粘合剂是用来将所有组织和细胞结合在一起)。除了使用真正的细胞之外,生物打印机也可以使用干细胞,生物工程材料和其他人体不会排斥的替代物质。比如,2012年,一位83岁的老妇曾成功移植了3D打印的钛颌。2013年,美国一男子头部移植了3D打印的塑料头骨。

一旦样本打印出来后,需要将其放到培养器中,以便细胞能够“融合”,彼此之间能够和谐相处,如同真的器官一样。

最后一点也是当今3D人体器官打印面临的真正难题,它也是目前这项技术无法在全球推广的原因。

如何克服难题?

威克弗里斯特再生医学研究院主管安东尼·阿塔拉(Anthony Atala)表示,这是一个非常复杂的问题,其中最主要的难题就是寻找到可以用来构成人体组织的“材料”,然后让其能够在体外生长。此外,我们还无法将3D打印器官放置人体后,使其能够长时间紧紧粘合在一起。人体真正的器官是非常复杂的,打印出来的细胞尽管能够融合在一起,但并不意味着它们就能够发挥功效。

康奈尔大学生物工程师胡迪·利普森(HodLipson)指出,目前还没哪一种软件强大到可以建立非常详细的器官模型,供研究人员打印3D器官前做参考。

此外,科学家发现,血管的搭建也不是一件简单的事情。器官需要动脉,静脉以及毛细血管来促使血液循环和体内营养的传输。但是,血管都非常的长、且非常细微,呈管状,这样就大大增加了打印的难度。

不过,即便如此,仍有研究人员对此进行过尝试:今年5月,布里格姆妇科研究人员使用了一种分子琼脂糖作为血管模板。

3D打印器官的未来

到目前为止,在3D打印器官方面,也出现了很多“半成功”案例。我们之所以说“半成功”,是因为它们大多数都无法正常工作,或者仅仅只能存活几天时间。

比如,Organovo就打印出了一种能够正常使用的微型人体肝脏,但是它仅仅存活了40天时间。路易斯维尔大学研究人员在今年四月成功打印出了心脏瓣膜和小静脉,他们希望在未来能够使用病人的细胞打印出一颗可以正常跳动的心脏。

利普森表示,目前大约有90%等待器官移植的病人在寻找肝脏。利普森自己也在寻找3D打印肾脏的途径。他在TED讲台上曾展示了一个3D打印器官模型(无法正常使用)。此外,他也阐述了这项技术的未来潜力。

他表示,未来,台式扫描仪在扫描和评估病人伤口后,就可以直接在病人伤口处打印人体组织。但是在这之前,我们需要将生物打印器官和组织先放到实验室进行培育,通过参考准确无误的样本,将其移植到病人身上。

来源:腾讯数码

为你推荐

26省联盟药品集采启动,聚焦妇科用药和造影剂资讯

26省联盟药品集采启动,聚焦妇科用药和造影剂

近日,山西省药械集中招标采购中心发布《关于做好二十六省联盟药品集中带量采购品种数据填报工作的通知》,开展相关采购数据填报工作。

2025-03-31 21:48

优时比罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革)中国获批,全球首个且唯一双亚型创新药治疗全身型重症肌无力资讯

优时比罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革)中国获批,全球首个且唯一双亚型创新药治疗全身型重症肌无力

作为唯一人源化、高亲和力且具备创新修饰结构的IgG4单抗,关键Ⅲ期MycarinG试验证实罗泽利昔珠单抗注射液(优迪革®)较安慰剂显著改善全身型重症肌无力患者的多个临床终点与结局。

2025-03-31 15:58

从手术麻醉到生命全周期护航,麻醉学科发展拓宽生命边界资讯

从手术麻醉到生命全周期护航,麻醉学科发展拓宽生命边界

3月26日,由中华医学会麻醉学分会、中国医师协会麻醉学医师分会等23家学协会共同举办的2025年中国麻醉周学术活动的启动仪式举办,该活动以“生命之重,大医精诚——守生命保驾护...

2025-03-31 15:30

欧狄沃联合逸沃成为中国目前唯一获批的肝细胞癌一线双免疫联合疗法资讯

欧狄沃联合逸沃成为中国目前唯一获批的肝细胞癌一线双免疫联合疗法

欧狄沃联合逸沃对比仑伐替尼或索拉非尼,可显著改善不可切除肝细胞癌一线患者的总生存期(OS),客观缓解率(ORR)可改善近3倍,中位缓解持续时间(mDOR)达30个月

2025-03-31 13:45

罗氏制药榜首 “现金牛” 产品罗可适(奥瑞利珠单抗)在华获批:开启多发性硬化症一年两次治疗新时代资讯

罗氏制药榜首 “现金牛” 产品罗可适(奥瑞利珠单抗)在华获批:开启多发性硬化症一年两次治疗新时代

罗氏制药今日(3月31日)宣布,其旗下创新药罗可适®(Ocrevus®,通用名:奥瑞利珠单抗注射液 ocrelizumab injection)正式获得中国国家药品监督管理局批准,每六个月静脉输...

2025-03-31 13:39

与拜耳“分手”后,华堂宁卖得更好了资讯

与拜耳“分手”后,华堂宁卖得更好了

日前,华领医药公布了华堂宁被纳入国家医保目录后首个完整年的业绩数据。

2025-03-31 11:21

三生有幸,医者仁心:三生制药向全体医药工作者致敬!资讯

三生有幸,医者仁心:三生制药向全体医药工作者致敬!

3月30日是国际医师节,由三生制药公益支持的以“三生有幸,医者仁心”为主题的公益活动,携手20位医生代表,以寄语海报的形式,共同向全体医护人员表达诚挚的祝福与关爱。

2025-03-30 17:38

新版药典自2025年10月1日起实施资讯

新版药典自2025年10月1日起实施

3月25日,国家药监局官网发布《国家药监局 国家卫生健康委关于颁布2025年版的公告(2025年第29号)》,2025年版《中国药典》自2025年10月1日起施行。

2025-03-30 17:07

向C端发力,华大集团首届健康同行合作伙伴大会圆满举行资讯

向C端发力,华大集团首届健康同行合作伙伴大会圆满举行

3月29日,以“科技普惠,健康生活”为主题的华大集团首届健康同行合作伙伴大会在华大时空中心成功举办,通过报告演示、展台展示等方式,首次系统性地向外界展示运用生命科学前沿...

2025-03-30 10:38

礼来记能达(多奈单抗注射液)在华上市,用于阿尔茨海默病早期患者资讯

礼来记能达(多奈单抗注射液)在华上市,用于阿尔茨海默病早期患者

用于治疗成人因阿尔茨海默病引起的轻度认知障碍(MCI)和阿尔茨海默病轻度痴呆

2025-03-30 09:15

广州试点创新药械“医保+商保”同步结算资讯

广州试点创新药械“医保+商保”同步结算

本次试点依托国家医保信息平台,在22家试点医院实现医保+商保一站式同步结算,通过提供“商业保险创新药械结算清单”,商保理赔金额将一目了然,市民只需支付医保和商保报销后的...

2025-03-28 18:41

揽入首付款2亿美元,恒瑞医药就一款II期临床药物与默沙东达成新合作资讯

揽入首付款2亿美元,恒瑞医药就一款II期临床药物与默沙东达成新合作

近日,恒瑞医药发布公告称,公司与默沙东达成协议,将恒瑞医药的脂蛋白(a)[Lp(a)]口服小分子项目(包括名为HRS-5346的先导化合物)有偿许可给默沙东,默沙东将获得HRS-5346在大...

2025-03-28 16:24

美国食品药品监督管理局(FDA)授予赛诺菲衣原体候选疫苗快速通道资格认定资讯

美国食品药品监督管理局(FDA)授予赛诺菲衣原体候选疫苗快速通道资格认定

该衣原体候选疫苗拟用于预防由沙眼衣原体引起的原发性生殖道感染和再感染。

2025-03-28 13:30

国产首款甲状腺眼病靶向药落地湖南,爱尔眼科率先应用资讯

国产首款甲状腺眼病靶向药落地湖南,爱尔眼科率先应用

3月27日,爱尔眼科长沙医学中心开出湖南省医院首张国产替妥尤单抗N01注射液处方,并成功为一位中重度甲状腺眼病(TED)患者完成首次注射治疗。

2025-03-27 18:38

复星医药的业绩与生物类似药集采资讯

复星医药的业绩与生物类似药集采

根据复星医药年报显示,复星医药旗下生物类似药包括第一个国产生物类似药汉利康 (利妥昔单抗注射液)、国内首个获批上市的曲妥珠单抗生物类似药汉曲优 、中国首个中欧双GMP认...

2025-03-27 18:21

预购协议被单方面终止,三叶草生物被要求退还2.24亿美元预付款资讯

预购协议被单方面终止,三叶草生物被要求退还2.24亿美元预付款

3月24日,三叶草生物发布公告,称其全资附属子公司三叶草生物制药(香港)有限公司(以下简称“三叶草香港”)收到全球疫苗免疫联盟(Global Alliance for Vaccines and Im...

2025-03-27 12:10

在华大动作的背后,阿斯利康如何落子“肺健康”资讯

在华大动作的背后,阿斯利康如何落子“肺健康”

阿斯利康宣布了一项25亿美元的投资计划,在北京建立第六个全球战略研发中心,聚焦于肿瘤、心血管疾病、呼吸系统疾病、免疫学以及人工智能应用等前沿领域的研究和开发,并达成多...

2025-03-27 11:07

罗氏制药与默克达成战略合作,进一步拓展中国肺癌治疗版图资讯

罗氏制药与默克达成战略合作,进一步拓展中国肺癌治疗版图

2025年3月26日,罗氏制药和默克共同宣布双方正式签订协议,就特泊替尼(拓得康®)在中国大陆市场的商业化达成合作。双方将充分整合各自优势资源,推动特泊替尼惠及更多METex 1...

2025-03-26 17:17

APASL重磅数据抢先看!吉利德科学公布HBV、HCV、PBC领域多项研究成果资讯

APASL重磅数据抢先看!吉利德科学公布HBV、HCV、PBC领域多项研究成果

吉利德科学将以壁报和口头报告的形式公布31项肝病领域的最新研究成果,包括慢性乙型肝炎(CHB)领域富马酸丙酚替诺福韦(TAF)的3期临床研究中国队列随访8年的有效性和安全性数...

2025-03-26 14:19

营收飙涨461%现金储备16亿,云顶新耀2024年成功转型Biopharma资讯

营收飙涨461%现金储备16亿,云顶新耀2024年成功转型Biopharma

3月26日,港股创新药企云顶新耀(1952 HK)发布2024年度业绩报告。报告显示,公司全年收入达7 067亿元人民币,同比增长461%,超额完成了7亿元既定目标。

2025-03-26 10:31