美国科学家成功3d打印人体器官

美国维克森林大学的科学家成功利用3d打印技术打印人体细胞的生物可降解支架，而后利用支架培育耳朵和鼻子等仿真度极高的面部器官，例如耳朵和鼻子。利用3d打印技术培育用于移植的肺部以及其他器官是科学家的终极目标。科学家表示他们在实现这一目标道路上正不断取得进步，有望在20年内让患者移植3d打印器官的梦想成为现实。

利用3d打印技术培育人体器官是再生医学领域的一大热门，目前正不断取得进步。借助于这项技术，科学家能够培育出仿真度极高的人造耳朵和鼻子等面部器官。随着研究的深入和技术的继续进步，他们将最终培育出可以进行移植的人造肺以及其他器官。现在，维克森林大学的3d打印机已经打印出肾脏原型。在其他一些实验室，科学家也在研究如何利用可降解支架培育人造心脏、肺部、肝脏和肾脏，让“定制移植”成为一种可能。

目前，维克森林大学的科学家正在研究各种方式，培育可进行移植的人造器官，包括对动物器官进行改造和从无到有利用患者自身细胞进行培育。他们的3d打印机使用的并非墨水，而是一种类似凝胶的生物可降解材料，通过逐层打印形成器官原型或者说器官形支架，而后利用支架培育器官。首席研究员安东尼?阿塔拉博士指出他们需要很多年的努力才能培育出能够移植到患者体内的人造器官。

在进行人造器官研究时，科学家也将目光聚焦猪的器官，希望利用人体细胞取代猪细胞，进而培育出可植入患者体内的器官。当然，最理想的方式还是利用患者自身细胞，可以通过活组织检查或者抽血的方式获取，而后将细胞“播撒”到3d打印机打印的器官形支架上进行培育。这种方式培育的人造器官能够大大降低移植后出现排斥反应的可能性。

麻生总医院的哈拉德·奥特博士认为5到10年内有望进行实验室培育器官的人体试验。匹兹堡大学麦克格万再生医学研究所的威廉?瓦格纳指出5到10年可能过于乐观，15到20年更为现实一些。一旦人体试验取得成功，患者移植人造器官的梦想便最终成为现实。

人造器官真的能使用了？接受者会发生排异吗？

随着医学技术的不断发展，人类在战胜病魔的道路上一路披荆斩棘，创造了一个又一个的医学奇迹。最近大火的韩剧《机智的医生生活》，讲述了5个年轻医生的从医之路，带给了我们很多温暖和感动，他们与死神争分夺秒的抢夺生命。现实生活中的医生也是如此，他们会面临各种困难的手术，比如器官移植，这种手术不仅花费时间长，而且危险性很大。有时候甚至因为捐献器官不匹配而耽误生命。如今科学家已经研制出了人造器官，希望可以缓解器官捐献的压力。

科学家已经研制出了多个人造器官

由于人体有独有的免疫系统，因此很多患者在接受器官移植前都要进行血型匹配，即使是血型匹配上了，也难保后期不会出现排异反应，器官捐献的问题就在这，人类的免疫防御系统是可以识别出异体器官的，这在一定程度上就加深了器官捐献的压力，科学家才有了这样大胆的想法，能否通过高科技来实现人造器官的正常运作呢？

经过这么多年的研究，科学家在人造器官方面有了一定成就。人工心脏一经问世，引起了全世界的关注。心脏是人体的发动机，很多先天性心脏病人都苦于没有匹配的心脏而死去，这也意味着如果要创造出人工心脏所耗费的时间必然不会短。从开始试验到成功研制，科学家花了15年的时间。科学家利用3D打印技术成功复刻了人工心脏，在这颗心脏的周围有两个电动小马达掌管心脏的起搏，成功进入患者体内后，这颗心脏可以通过皮肤上的感应器来实现跳动。

人造器官的发展之路还很漫长

可以说人工心脏的成功研制是科学家看到了生命的希望，如果人造器官可以大规模使用，那么不仅代表着患者多了一份生的希望，也可以极大缓解器官库的压力，对全世界来说，都是一个福音。

除了人工心脏外，人造大脑也是医学史上的一大突破，大脑比心脏更为复杂，虽然以目前的科学技术水平来说，还无法创造出一个完整不排异的大脑，但是也有 一位患者接受了75%的大脑移植，手术还是非常成功的，这位患者也并未出现大的反应，可以说人造大脑已经可以让他重新开始生活了。

我们可以看到，目前各种人造器官层出不穷，并且越来越多的人开始接受人造器官移植，但人造器官移植还是一个漫长摸索的过程，入股要想人造器官真正代替原生器官工作，还需要更深一步的探索创造。关于人造器官，大家有什么看法呢？

科学家们首次3D打印出像大脑一样的软组织

冷冻的3D打印大脑支架。支架解冻后，科学家将其包裹在胶原蛋白中，并用人体细胞填充。黑色刻度条表示10毫米。Zhengchu Tan等人。/伦敦帝国理工学院） 一种新的3D打印技术可以创建像人类柔软的大脑或海绵状肺一样柔软的组织，这是以前不可能的。

“添加剂制造”或3D打印，承诺允许医生利用病人自身的细胞为病人生产定制的器官，这有助于减少需要移植的人器官的严重短缺。

然而，这项技术仍然有很大的局限性。为了创造这些器官，生物工程人员需要3D打印出模拟器官结构的支架，然后用细胞填充。到目前为止，只有相对坚硬的材料才能进行3D打印。但身体的某些器官，如大脑和肺，有着极其柔软的结构。[2017年3D打印的最奇怪的东西]

“以前打印的生物结构类型是骨头或更坚硬的器官，如肝脏和肾脏，”郑楚坦说，伦敦帝国理工学院机械工程系研究员，最近发表的一篇论文的主要作者，该论文描述了新的3D打印技术。

“我们使用了一种非常柔软的材料，即复合水凝胶，并打印出了类似于大脑和肺的较软组织，Tan告诉LiveScience，

，但是3D打印非常软的材料的问题是，在3D打印过程中，底层往往会随着在其上添加额外的层而塌陷，Tan说。事实上，3D打印的过程是一层一层地创建一个对象，这意味着较低的层需要能够支持不断增长的结构的重量。

为了解决这个问题，研究人员将事情冷却下来-从字面上说我们正在使用低温印刷工艺，这意味着前一层被冻结，”谭说。她说：“冷冻使这一层非常坚固和稳定，这样下一层就可以印在上面，3D物体就不会在自身重量的作用下塌陷。”

在打印完成后，工程师们可以慢慢解冻物体，并保持其形状。

来3D打印脚手架，研究人员使用了一种新型的复合水凝胶，它由两种成分组成：水溶性合成聚合物聚乙烯醇和一种叫做Phytagel的果冻状物质。

，然后，他们用胶原蛋白包裹所得到的结构，并将其与人类细胞结合。然而，为了实验的目的，研究人员在模拟人脑的支架上使用皮肤细胞而不是脑细胞。

到目前为止仍然限制 ，研究人员只能制造出大脑样组织的小样本，而不是整个大脑。生物工程系的研究助理、高级研究作者安东尼奥·埃利亚·福特说：“如果你想用标准的商用3D打印机来打印一个完整的大脑，这将是一个非常具有挑战性的任务。”，同样在伦敦帝国理工学院，

“当你进入复杂的结构时，你对材料性能的要求越低，几何结构自行坍塌的风险就越大，”Forte告诉Live Science，

研究人员目前使用的低温技术通过3D打印板冷却材料，Forte说。这意味着，在整个物体被打印出来之前，从板上进一步移除的层会融化，整个低温效应也会消失。

在未来，研究人员可以通过使用一个能保持整个物体低温的腔室来进一步发展这项技术，Forte说，

静止不动，新技术是向前迈出的一步。”现在我们终于可以打印出非常柔软的材料，而这不是ac“我以前也见过，”福特说。研究人员的目标是改进技术，使之能够打印出更大的物体。

Forte补充说，生物工程师可能还需要几十年才能使用3D打印技术创造出功能全面的复杂人体器官，如大脑或肺。尽管如此，目前的技术可以帮助研究人员研究大脑或肺组织在各种条件下的行为，例如，在撞击情况下，例如创伤性脑损伤。

这篇论文发表在2017年11月的《科学报告》杂志上。

最初发表在《生命科学》杂志上。

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