日前,多倫(lun) 多大學的研究人員使用3D打印技術開發出一種全新的方法可以在人體(ti) 之外培育出接近真實的人體(ti) 組織——AngioChip。他們(men) 聲稱這一發現可能最終導致人類能夠維修或更換受損的器官。他們(men) 的這一發現於(yu) 本周一(2016年3月8日)被發表在了《Nature Materials》
科學家們(men) 說,他們(men) “person-on-a-chip(芯片上的人)”技術是一種可以用於(yu) 藥物測試的強大工具。使用這種技術,藥物試驗——和任何危險的副作用——就可以在人體(ti) 組織上實施而不會(hui) 將人的生命置於(yu) 危險的境地。

該研究團隊負責人、化學工程教授Milica Radisic說:“您可以將腫瘤與(yu) 心髒細胞連接在一起去查看哪種藥物能夠腫瘤而不傷(shang) 害心髒。”
Radisic是一位生物工程領域的“超級巨星”,她掌握了如何將幹細胞變成一顆微型跳動的心髒的秘密。在這個(ge) 項目中,她與(yu) 博士生Boyang Zhang共同聯手,開發和設計了這種“下一代”的組織。
所謂的AngioChip,聽上去似乎是某種芯片,實際上它的設計也借鑒了計算機芯片的原理,但是它實際上是一塊可以借助其內(nei) 部的人造血管將多個(ge) 器官在人體(ti) 外連接起來的組織。這些微小的管道像拚板玩具那樣相互交錯,這使得科學家們(men) 不僅(jin) 能夠將兩(liang) 個(ge) 人造器官連接在一起,而且能夠評估它們(men) 之間的相互作用。

多倫(lun) 多大學的研究員Boyang Zhang在他的實驗室裏,他在那裏開發AngioChip。
但是就像拚板那樣,如何將這些可生物降解的小塊放在一起也是一個(ge) 挑戰。
Zhang打造的AngioChip大概有一個(ge) 女人的拇指指甲那麽(me) 大,他是借助一種全新的3D打印技術在計算機芯片設計的基礎上開發的,但是這裏的線路不是電子材料,而是人工血管。
“與(yu) 使用電子線路不同,我們(men) 借助設計的人工血管構建(這些組織)。”他說。
就像在玩一種人體(ti) 版的疊疊高(Jenga)遊戲,Zhang必需用手工堆疊起一係列超薄的3D打印可生物降解層,其中的每一層都是用一種被稱為(wei) POMaC的獨特聚合物3D打印出來的,這些薄片上麵會(hui) 加蓋由血管形成的管道結構,這些管道像人的頭發絲(si) 那樣細。構建完成之後,Zhang會(hui) 用UV光把這些小片“粘”到一起,就做成了AngioChip。
為(wei) 了驗證該“芯片”,研究人員們(men) 通過手術將AngioChip植入了老鼠體(ti) 內(nei) 。隨後他們(men) 觀察到了一副迷人的景象——老鼠的血液順利地通過了這些人工血管,毫無堵塞,就像它是在一個(ge) 自然的管道裏那樣。
“你能夠實實在在地看到老鼠的血液流經我們(men) 植入的人工網絡。”Zhang說,並補充稱這樣的結果“非常令人興(xing) 奮”。
科學家們(men) 還將該結構浸入了一種含有活細胞的液體(ti) 溶液中,在這裏這些活細胞迅速生長並能夠模擬人體(ti) 器官中的細胞。到目前為(wei) 止,研究團隊已經使用這種方法為(wei) 心髒和肝髒構建了仿真模型,這些模型的功能就像真心髒和肝髒那樣。
盡管研究人員們(men) 已經開始商業(ye) 化該技術,不過Zhang說他的下一個(ge) 目標是評估該芯片組(指AngioChip)在降解或被自然吸收之前究竟能夠持續多久。
此外,由於(yu) AngioChip目前還隻能靠手工製作,Radisic建議研究人員們(men) 進一步升級AngioChip的製造方法,盡早擺脫手工的方式。
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