“生物打印”技术构建人体替代器官

Depositing droplets of bio-ink on bio-paper

　　据ScienCentral网2005年11月10日报道，美国科学家正在研制新的器官修复技术，用一种三维的“生物打印机”构建人体替代器官。

　　密苏里大学生物-物理学家弗盖斯和他的研究人员开发了一种三维打印技术，应用这种组织工程技术可以构建受损或者患病器官的替代器官。科学家希望最终能向病人提供受损组织，以减少器官整体移植的数量。

　　弗盖斯教授认为，这项技术的应用前景是皮肤和血管移植，将来也可能用于如肝脏、心脏等一类复杂器官的移植。目前，该研究小组已经构建了细胞层片以及类似血管的管状结构组织。

　　研究人员用一种名为“生物墨水”的材料构建人造器官，这是一种排满细胞的粘稠膏状物质。科研人员将膏剂注入半毫米宽的微小管子中，然后在管子另一端挤出，并用十二英寸高的剪切机切成一个个微小的细胞簇，每个这样的细胞簇含有多达40，000个细胞。

　　细胞簇制成后，研究人员把这种“生物墨水”注入一个类似注射器的装置，这个装置实际是一个双头的“打印盒”，一个装有“生物墨水”，旁边的另一个盛“生物纸”。这种生物纸是和细胞具有生物相容性的凝胶类物质。首先，注射器喷涂起固定作用的凝胶生物纸，然后再将“生物墨水”注入到“生物纸”上，就这样一层一层的“打印”形成三维结构。一旦得到了基本的组织结构，细胞就能依靠“自我组装”机理融合在一起。

　　“自我组装”机制一直困扰着进行皮肤移植和动脉移植的科学家。研究器官“生物打印”技术，也必须考虑“生物纸”和“生物墨水”的相容性问题，以及构建的人造组织必须适合人体器官移植。

　　弗盖斯教授认为，他和研究小组已经部分地解决了这两个难题。一方面，他们进行了大量的实验，研究细胞簇和凝胶之间的组织相容性关系，取得了令人满意的结果。另一方面，研究人员正努力将输送氧气和养料的血管和组织器官整合起来，以便构建更大的组织结构。

　　学术界对这种新的“生物打印”技术持不同观点。麻省理工学院的格里菲思教授怀疑这样地组织器官是否真的能够发挥作用。其他科学家则认为，这项技术很有发展潜力，但还要进行多年的实验研究，以验证它是否对人体有害。

　　弗盖斯教授承认，这项研究技术还处于概念论证阶段，但他们相信，十年以后，这种人造血管就能走出实验室，进入临床应用领域。

　　该研究成果发表于2005年10月28日的《物理综述通讯》和2004年3月2日《美国科学院学报》。研究项目得到“美国国家自然基金”和美国宇航局的支持。

　　英文原文链接参见：http://www.sciencentral.com/articles/view.php3?type=article&article_id=218392681