去年,新耕植報道了一項利用3D打印技術製造出人類心髒的新聞。好多移友在文章底部留言表示什麽(me) 時候能夠3D打印腎髒,期待3D打印技術早日應用臨(lin) 床...
時隔1年,3D打印腎髒真的來了!
澳大利亞(ya) 的默克多兒(er) 童研究所(Murdoch Children's Research Institute , MCRI)聯合生物技術公司Organovo成功的在實驗室中利用最先進的生物技術,3D打印出了迷你人體(ti) 腎髒。這些迷你腎髒和人體(ti) 正常腎髒幾乎一樣,擁有腎單位和濾過功能。
相關(guan) 的論文《Cellular extrusion bioprinting improves kidney organoid reproducibility and conformation》也於(yu) 11月23日發表在了頂級期刊《Nature Materials》(《自然·材料》)上。
什麽(me) 是3D打印?
3D打印是上世紀80年代末出現的一門新興(xing) 技術。我們(men) 身邊常見的噴墨打印機,是將墨水一行行在紙上生成文字或者圖像。
3D打印則是噴墨打印的“升級版”,在普通的平麵上再增加一個(ge) 高度,在立體(ti) 的空間上用塑料、金屬、陶瓷甚至食物作為(wei) 原材料一層層的打印物品。
3D打印比傳(chuan) 統的模式更加快速、便宜以及個(ge) 性化。
腎髒也可以“打印”嗎?
當然可以。
目前,3D打印不僅(jin) 應用在服裝、建築、汽車等領域。在醫療行業(ye) 中也越來越廣泛,通過打印牙齒、假肢、軟骨、耳鼓、皮膚等等來幫助各類患者。
早在2015年Organovo公司就公布了世界上首個(ge) 3D生物打印的全細胞腎組織數據。
5年後,在與(yu) 默克多兒(er) 童研究所合作的這項實驗中,研究團隊利用了人體(ti) 的多能幹細胞作為(wei) 原料成功打印了完整的迷你腎髒。
多能幹細胞是人體(ti) 內(nei) 一種神奇的細胞,它能夠自我更新、自我複製並且分化成體(ti) 內(nei) 所有的細胞,經常用於(yu) 器官再生、修複和疾病治療中。
將幹細胞糊製成的“生物墨水”通過計算機引導的移液器擠在盤子中,像擠牙膏一樣從(cong) 管子中擠出來,慢慢打造成腎髒的樣子。
與(yu) 2015年相比,目前的生物打印技術更可靠、更迅速,可以在10分鍾內(nei) 打印完成200個(ge) 左右的迷你腎髒,且質量完好。無論是小到米粒或大到指甲蓋的血管或結構,迷你腎髒都和正常的腎髒一模一樣,並且它也同樣具有腎髒的濾過作用。
3D打印腎髒有什麽(me) 用?
全球約有10%的人罹患腎髒病,也許有一天我們(men) 可以使用3D打印腎髒應用於(yu) 腎髒移植,解決(jue) 緊張的腎源缺口。
我們(men) 也可以將3D打印腎髒用於(yu) 醫學研究,更好的了解疾病、模擬和發現更好的治療方案。
或許,3D腎髒也可以幫助移友更直觀的了解疾病。
本次的研究團隊將這些迷你腎髒用於(yu) 篩選藥物腎毒性,找到可能會(hui) 引起腎髒損害的藥物,如氨基糖苷類藥物(一種通常會(hui) 損害腎髒的抗生素)。
研究團隊中的Little 教授表示:“通過氨基糖苷類藥物,我們(men) 已經成功的驗證了其會(hui) 導致腎髒中某些特定類型的細胞死亡。”
“過去用幹細胞培植的人造腎髒組織中所含的腎單位數量過少,因此無法用於(yu) 腎器官移植,而這種生物3D打印技術細胞複製精度高,提高了打印組織中的腎單位數量,將有望推動生物打印腎髒用於(yu) 人體(ti) 器官移植的相關(guan) 研究。未來,我們(men) 可以將患有遺傳(chuan) 性腎髒疾病的患者中提取他們(men) 的幹細胞,然後3D打印成迷你腎髒,為(wei) 患者製定個(ge) 性化的治療。”
參考資料:
1.Researchers use cutting edge technology to bioprint mini-kidneys
2.Lawlor, K.T., Vanslambrouck, J.M., Higgins, J.W. et al. Cellular extrusion bioprinting improves kidney organoid reproducibility and conformation. Nat. Mater.(2020).
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