人體器官3D打印時(shí)代或在十年內(nèi)到來

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美國有線電視新聞網(wǎng)網(wǎng)站6月10日刊登題為《我們何時(shí)能3D打印器官,？誰能買得起？》的報(bào)道,，作者為克里斯滕·羅杰斯,。全文摘編如下：

如果醫(yī)生能利用患者的細(xì)胞打印腎臟,，而不必尋找與之匹配的捐獻(xiàn)器官并擔(dān)憂被患者的身體排斥,，情況會(huì)怎樣？

哈佛大學(xué)維斯生物工程研究所的珍妮弗·劉易斯教授說,，借助生物3D打印技術(shù),，這一愿望最快可能在十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。研究稱,，器官生物打印是利用3D打印技術(shù),，以逐層方式組裝多種細(xì)胞類型、生長因子和生物材料,，以制造出完美模仿天然器官的人造器官,。

劉易斯說，這種再生醫(yī)學(xué)處于研發(fā)階段,，其背后的驅(qū)動(dòng)力是“人類實(shí)實(shí)在在的需求”,。

絕望的等待

美國衛(wèi)生資源和服務(wù)局稱，截至6月10日,，美國的全國器官移植等待名單上有10.6萬名成年人和兒童,。然而，由活體捐獻(xiàn)者提供的器官平均每年僅有約6000個(gè),，同時(shí),，每年約有8000名死者捐獻(xiàn)器官，一名死者平均提供3.5個(gè)器官,。

美國韋克福雷斯特大學(xué)再生醫(yī)學(xué)學(xué)院的安東尼·阿塔拉博士說，盡管活體捐獻(xiàn)者是選擇之一,，但“給不需要手術(shù)的人做手術(shù)”風(fēng)險(xiǎn)很大,。他說：“親屬捐獻(xiàn)通常不是首選方式，因?yàn)檫@樣做是將器官從日后可能需要它的人身體里取走,�,！�

衛(wèi)生資源和服務(wù)局稱，每天有17人在對移植器官的等待中死去,。2021年,，移植名單上超過90%的人需要腎臟。

劉易斯說：“全世界約有100萬人需要腎臟。他們到了腎功能衰竭終末期,，必須進(jìn)行透析,。透析給身體的負(fù)擔(dān)很大，每過一年,，患者的死亡幾率都顯著增加,。因此，解決器官3D打印這一重大挑戰(zhàn)的動(dòng)力真的很大,�,！�

聯(lián)合治療公司首席執(zhí)行官兼董事長馬蒂娜·羅思布拉特說：“我們正在利用技術(shù)來解決這個(gè)問題�,！�

神奇的墨水

開啟生物打印器官這一過程,，醫(yī)生通常從患者自身的細(xì)胞開始。阿塔拉說,，他們對一個(gè)器官進(jìn)行小針活檢,，或進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)，取出一小塊組織,，“大小不到一枚郵票的一半”,。“利用取下的這點(diǎn)組織,，我們能夠把細(xì)胞拆出來,，并繼續(xù)體外培育�,！彼�說,。

劉易斯說，培育在無菌培養(yǎng)器或生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,，這是一種加壓不銹鋼容器,，可幫助細(xì)胞獲得足夠養(yǎng)分。醫(yī)生每24小時(shí)給它們喂一次養(yǎng)分（培養(yǎng)基）,，因?yàn)榧?xì)胞有其自身的新陳代謝,。細(xì)胞類型不同，所需養(yǎng)分也各不相同,。

阿塔拉說：“然后,，我們將它與凝膠混合，凝膠就像一種膠水,。你體內(nèi)的每個(gè)器官都由細(xì)胞以及將其粘在一起的膠水構(gòu)成,。”

劉易斯說,，膠水是阿塔拉對生物墨水的昵稱,，生物墨水是一種可打印混合物,，其成分包括活細(xì)胞、被稱為水凝膠的富水分子,、培養(yǎng)基和幫助細(xì)胞繼續(xù)增殖和分化的生長因子,。水凝膠模擬的是人體的細(xì)胞外基質(zhì)——它含有蛋白質(zhì)、膠原蛋白和透明質(zhì)酸等物質(zhì),。

阿塔拉表示,，除細(xì)胞以外，這種膠水的其他成分都可在實(shí)驗(yàn)室制造,，而且它“將具有與你試圖替換的組織同樣的特性”,。

劉易斯說，通常使用的生物材料必須是無毒,、可生物降解和生物兼容的,，以避免產(chǎn)生不利的免疫反應(yīng)。膠原蛋白和明膠是生物打印組織或器官時(shí)最常用的兩種生物材料,。

見證奇跡的時(shí)刻

然后醫(yī)生將每種生物墨水——墨水種類取決于他們想打印幾種細(xì)胞類型——裝入打印盒,，“用打印頭和噴嘴擠出生物墨水，逐層將材料堆積起來”,。

阿塔拉說,，可以把患者的X射線或掃描圖像數(shù)據(jù)輸入打印機(jī)，從而打印出具有個(gè)性化特征的組織,�,！安噬�打印機(jī)有幾個(gè)不同顏色的墨盒，（最終）會(huì)調(diào)配出你想要的顏色,�,！鄙�物打印也一樣；只不過用的是細(xì)胞而不是傳統(tǒng)的墨水,。

劉易斯說,，打印過程所需時(shí)間長短取決于幾個(gè)因素，包括要打印的器官或組織類型,、分辨率的高低以及所需打印頭的數(shù)量,。但通常持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。阿塔拉說,，從活檢到植入的整個(gè)過程,，大約需要4到6周。

劉易斯說,，終極挑戰(zhàn)是“讓器官發(fā)揮應(yīng)有功能”，做到這一點(diǎn)等于得到“圣杯”,。

她還說：“就像從捐獻(xiàn)者那里摘取器官時(shí)一樣,，你必須立即將器官置于生物反應(yīng)器中并開始灌注,，否則細(xì)胞會(huì)死亡�,！惫嘧⒕褪墙o器官提供液體（通常是血液或血液替代品）,，通過血管或其他渠道使之循環(huán)。

劉易斯表示,，取決于器官的復(fù)雜程度,，有時(shí)需要在生物反應(yīng)器中讓組織進(jìn)一步成熟，或促進(jìn)相應(yīng)部位的連接,。她說：“要讓這個(gè)打印出來的器官像天然器官一樣在體內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn),，需要解決一些‘管道疏通’問題和挑戰(zhàn)。這些問題尚未完全解決,�,！�

生物打印出來的器官植入患者體內(nèi)后，會(huì)隨時(shí)間自然退化——沒關(guān)系,，這符合我們的預(yù)期,。

阿塔拉說：“那么，接下來組織會(huì)怎樣,？它會(huì)散架嗎,？不會(huì)。這些膠水會(huì)溶解,，細(xì)胞會(huì)感覺到‘橋’在倒塌,；細(xì)胞會(huì)感覺到自己的根基不再牢靠。于是,，細(xì)胞會(huì)在你體內(nèi)造出屬于自己的橋,、造出屬于自己的膠水�,！�

用得起的價(jià)格

在估計(jì)向人體植入功能正常的生物打印器官要多少年才能實(shí)現(xiàn)時(shí),，阿塔拉和劉易斯是保守的。

劉易斯說：“我認(rèn)為這會(huì)是十年后的事,，盡管我們已經(jīng)取得上述重大進(jìn)展,。”

阿塔拉認(rèn)為：“在制造和監(jiān)管方面,，影響因素太多了,。當(dāng)然是首先確保這些技術(shù)對患者來說是安全的�,！�

無論生物打印器官何時(shí)能成為現(xiàn)實(shí),，患者及其家人能否用得起都不應(yīng)該成為問題。

阿塔拉說,，它們的成本“肯定是可以承受的”,�,！芭c器官衰竭相關(guān)的費(fèi)用非常高，僅僅讓一名患者接受透析每年就需要25萬美元,。因此,，制造一種可以植入患者體內(nèi)的器官要便宜得多�,！�

美國腎病學(xué)會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示,，2020年腎臟移植費(fèi)用平均為44.25萬美元——而3D打印機(jī)的零售價(jià)從數(shù)千美元至10萬美元不等，取決于其復(fù)雜程度,。不過劉易斯說,，盡管可以獲得低價(jià)打印機(jī)，但生物打印的昂貴之處包括為患者維護(hù)細(xì)胞庫,、培養(yǎng)細(xì)胞和安全處理生物材料,。

劉易斯說，目前器官移植的主要成本包括“從捐獻(xiàn)者體內(nèi)獲取器官,，運(yùn)輸成本,，然后是移植手術(shù)，以及所有的護(hù)理和監(jiān)控,。其中一些成本仍將存在,，即使器官是3D打印的”。

廣州粵研鐘彥華

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打印人體器官……