在美國的一支研究團(tuán)隊(duì)用糖建立了血管支架之后，研究人員即將造出人造肝臟。

科學(xué)家花了很長(zhǎng)一段時(shí)間研究如何用3D打印機(jī)打印細(xì)胞和血管，他們嘗試著將人工細(xì)胞一層層壘起來建立組織。但那些在人造結(jié)構(gòu)上的細(xì)胞常在組織成型前就夭折了。盡管如此，這項(xiàng)通過3D打印機(jī)把糖作為建筑材料的技術(shù)，總有一天會(huì)被用于器官移植。《自然?材料》(Nature Materials)雜志報(bào)道了這項(xiàng)研究。

克里斯多夫?陳(Christopher Chen)博士是實(shí)驗(yàn)室里的首席科學(xué)家。該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家之一，來自賓夕法尼亞大學(xué)(University of Pennsylvania)的喬丹?米勒(Jordan Miller)博士說：“要建造大型的人造組織，最大的挑戰(zhàn)是如何保持那些工程組織里細(xì)胞的活性，因?yàn)楫?dāng)你將很多細(xì)胞放在一起時(shí)，它們只能從鄰近的細(xì)胞吸收營養(yǎng)和氧氣，很容易窒息而死，而人體的心血管系統(tǒng)(即血管)借助于天然的細(xì)胞和組織解決了這一問題。為了攻克這個(gè)難關(guān)，一批來自賓夕法尼亞大學(xué)以及麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology，MIT)的科學(xué)家，決定建造一個(gè)人工血管系統(tǒng)——為人造血管提供場(chǎng)所。

糖的使用

來自MIT的撒吉塔?巴蒂亞(Sangeeta Bhatia)教授是米勒的同事，他說這種技術(shù)好比先用蠟塑造出花瓶的形狀，然后用融化的金屬包裹并融化蠟這些。不過在實(shí)驗(yàn)室里，科學(xué)家用糖替代了蠟。巴蒂亞教授說：“到目前為止，制造足夠大的器官還是很困難的。這限制了人造器官的功效。如果植入組織的厚度超過了一毫米而其中又沒有血管，我們就不能夠保證它能正常工作。為此，我們用糖打印出一個(gè)可以使血管按照理想的方向生長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)，最終它們會(huì)生長(zhǎng)成組織里的管道系統(tǒng)。”

制造人工血管

糖是一種十分好的材料，因?yàn)樗梢栽诮M織生成時(shí)溶解。然后研究者在這個(gè)糖框架上裹一層細(xì)胞，當(dāng)組織被植入后，里面的血管將為它提供養(yǎng)料。最終，一旦血管和組織成型，他們就用水將糖支架溶解掉。”

盡管研究還沒有進(jìn)展到植入階段，但研究者希望建立更厚的組織，它可以從血管網(wǎng)絡(luò)獲取養(yǎng)料。如果他們成功了，這將使制造完整器官成為可能。

“我們已經(jīng)展示出，3D打印機(jī)可以為任意形狀的組織打印出任意一種管道網(wǎng)絡(luò)(例如血管網(wǎng)絡(luò))，然后裹上細(xì)胞，創(chuàng)造出你想要的器官。”巴蒂亞教授說到，“我們嘗試著創(chuàng)造一個(gè)肝臟，所以我們把肝細(xì)胞裹在糖支架上。用同樣的方法，我們也能制造其它組織。”

激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)

倫敦大學(xué)(University College London)的外科科學(xué)家馬丁?伯查爾(Martin Birchall)教授指出，這項(xiàng)研究解答了“許多組織工程的基本問題”。

他說：“3D打印的創(chuàng)意已經(jīng)被提出來很多年了，同時(shí)打印出實(shí)際的事物無疑是可能的。你可以使用生物材料、細(xì)胞或者將兩者結(jié)合，并且科學(xué)家已經(jīng)找出這項(xiàng)研究的關(guān)鍵之處在于血管的分布——我們需要確保有足夠的營養(yǎng)能夠到達(dá)，廢物能夠被排出，否則血管會(huì)堵塞。而如果你準(zhǔn)備建造像腎臟一樣的東西，你將會(huì)需要它們。” 他還補(bǔ)充到：“我十分著迷于這種創(chuàng)意，它們的確是臨床還未做到的，下一步我們將在動(dòng)物身上做實(shí)驗(yàn)。盡管如此，這還是十分令人激動(dòng)的。”