3D打印功能完善的腎將成為可能？

詹妮弗·劉易斯
今年早些時(shí)候，美國(guó)哈佛大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)解決了人造人體器官的發(fā)育涉及的最大難題之一。該團(tuán)隊(duì)用3D打印機(jī)來(lái)生成包含未成熟血管的人體組織。在這一成功的鼓勵(lì)下，研究人員現(xiàn)已啟動(dòng)一個(gè)頗具規(guī)模的項(xiàng)目，意在生成功能完善的打印腎。

詹妮弗·劉易斯（Jennifer Lewis）是哈佛大學(xué)生物工程教授，她在麻省理工學(xué)院科技評(píng)論舉辦的世界新興技術(shù)峰會(huì)上發(fā)言時(shí)表示，制造功能完善的人體器官這一最終目的“確實(shí)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù)”。

但她也補(bǔ)充說(shuō)，她的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造出未成熟的腎內(nèi)結(jié)構(gòu)（這一結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為腎單位），取得重大進(jìn)展。這些人造腎單位將使得藥物公司能夠快速篩查潛在藥物，可能還會(huì)幫助科學(xué)家更深入地了解腎。

為了制造出帶有血管的組織，劉易斯的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)明了新式3D打印油墨和噴嘴，使其能夠精確地打印多個(gè)材料。例如，這能打印出各種細(xì)胞和有助于連接細(xì)胞的材料。

其中一種油墨讓團(tuán)隊(duì)得以在組織內(nèi)制造隧道，而研究人員已在這些組織上布滿(mǎn)了血管細(xì)胞。劉易斯稱(chēng)其團(tuán)隊(duì)正在使用同一種方法來(lái)制造腎內(nèi)有助于過(guò)濾血液的管結(jié)構(gòu)。

劉易斯表示，團(tuán)隊(duì)選擇專(zhuān)注于腎是因?yàn)槟I占器官移植需求的80%，同時(shí)也是因?yàn)榇罅坎』荚谏形唇邮芴娲�腎之前就死去。

其他研究團(tuán)隊(duì)幾年來(lái)也一直在打印細(xì)胞薄片——細(xì)胞薄片會(huì)長(zhǎng)成功能性組織。但這些努力都僅限于制作薄片；任何厚于半毫米的東西都意味著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法進(jìn)入最內(nèi)層的細(xì)胞，而廢物也無(wú)法排空。為了讓薄片厚一點(diǎn)，也為了最終生成完整的器官，研究人員需要設(shè)計(jì)籌劃一個(gè)血管網(wǎng)絡(luò)。

還有很多工作有待完成，劉易斯表示——包括整合不同細(xì)胞類(lèi)型以生成功能性腎單位。制作完整的器官也將有賴(lài)于制造出更復(fù)雜的形狀和結(jié)構(gòu)。例如，在腎里，你需要制作可以分枝成小血管的血管——包括極細(xì)的毛細(xì)血管，這很可能超出現(xiàn)有的所有打印技術(shù)。