研究者用噴墨打印機(jī)印軟骨 青春永駐不是白日夢

據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，也許有一天打印機(jī)會(huì)顛覆醫(yī)療界，批量生產(chǎn)出心、肝、脾、胃、腎，緩解供移植器官的短缺。而現(xiàn)在Scripps Clinic整形外科實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人達(dá)里爾·德利馬(Darryl D’Lina)博士，正從關(guān)節(jié)軟骨開始，一點(diǎn)點(diǎn)完成這一偉大的夢想。他已經(jīng)在牛組織中打印出了人工軟骨——對一個(gè)舊噴墨打印機(jī)進(jìn)行改造，把一層層細(xì)胞凝膠碼入其中。此外，他還從一個(gè)進(jìn)行過膝關(guān)節(jié)重置手術(shù)的組織上，打印軟骨。

當(dāng)然想要盡善盡美還需要時(shí)間，需要監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)以及臨床實(shí)驗(yàn)，德利馬博士的終極目標(biāo)聽起來就像是科幻小說一般：手術(shù)室中有一臺(tái)打印機(jī)，能夠直接在人體上自定義打印新的軟骨，來修復(fù)或替換那些由于傷病或關(guān)節(jié)炎而缺少的組織。

一些公司使用3D打印機(jī)來創(chuàng)造日常物品、產(chǎn)品原型或者零部件，而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，類似的技術(shù)也悄然走俏。而不同于傳統(tǒng)3D打印機(jī)所使用的塑料或粉末，這種生物打印機(jī)在打印細(xì)胞的時(shí)候，通常會(huì)使用液體或凝膠。德利馬博士不是打印一個(gè)小部件或者玩具，而是拼湊出一個(gè)活體組織。

世界各地的實(shí)驗(yàn)室中，研究人員都在嘗試著新的生物印刷，最初他們還在測試怎樣能夠保證細(xì)胞在通過打印頭的時(shí)候不會(huì)被殺死，隨后就開始嘗試制造軟骨、骨頭、皮膚、血管、部分肝臟或者其他組織。研究者還在嘗試其他的方法——其中一個(gè)是用塑料或其他材料造好支架，然后再添加細(xì)胞。從理論上叫，生物打印能夠控制細(xì)胞的碼放，還能夠模仿出自然的結(jié)構(gòu)。

就像3D打印一樣，生物打印也被過度炒作。雖然TED及其他新聞媒體都信心滿滿地認(rèn)為，按需打印的器官已經(jīng)指日可待。但實(shí)際上，盡管生物打印研究者們努力取得了長足進(jìn)步，仍然有著很多的障礙需要克服。

英國曼徹斯特大學(xué)研究者布賴恩·德比(Brian Derby)認(rèn)為，“沒有人真的認(rèn)為自己能夠打印出器官，這個(gè)夢想20年內(nèi)都很難實(shí)現(xiàn)。”

現(xiàn)在研究人員變得更加穩(wěn)扎穩(wěn)打，圣地亞哥Organovo公司研發(fā)生物打印機(jī)，打出了厚度為20個(gè)細(xì)胞大小的肝組織條，以后能夠用于藥品檢測。

德國漢諾威醫(yī)學(xué)院(Hannover Medical School)在嘗試3D打印皮膚細(xì)胞，而另外德國另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)室則在打印心臟組織，希望有朝一日人們遭遇心臟問題時(shí)，能夠以此為補(bǔ)丁。美國德州大學(xué)找到了一種打印脂肪組織的方法，未來能夠?yàn)槟切┤橄侔┗颊咧厮苄误w。“這讓人看到了重回青春的可能?！?/p>

德利馬表示，他希望能夠打造出軟骨打印機(jī)——也許是將一個(gè)打印頭安裝在能夠精確定位的機(jī)械手臂上。雖然可能還需要幾年的時(shí)間，不過博士還是覺得這一想法比其他的幾個(gè)更容易實(shí)現(xiàn)，“打印出整個(gè)心臟或者膀胱，當(dāng)然是令人興奮的，但是軟骨打印很有可能是最容易看到成果的3D打印夢想?！?/p>

原因很簡單，首先，相比其他組織，軟骨比較簡單。軟骨細(xì)胞會(huì)富集在由細(xì)胞分泌的纖維膠原蛋白或其他化合物上。軟骨細(xì)胞一般不需要特殊維護(hù)，因此也簡化了打印過程。

德利馬博士的團(tuán)隊(duì)正研究其他可被用于生物打印的技術(shù)，包括靜電紡(Electrospinning)——在基質(zhì)中制造纖維，納米磁學(xué)(nanomagnetism)——纖維定向技術(shù)。他的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行跨學(xué)科研究——他甚至參加了每年一度的計(jì)算機(jī)圖形大會(huì)，只為獲得靈感。博士表示：“計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)至少領(lǐng)先醫(yī)療科技10年?！?/p>

其間，實(shí)驗(yàn)室還更新了打印技術(shù)。噴墨打印機(jī)仍然存在，但是已經(jīng)一年多未被使用。它被另一款更復(fù)雜的HP打印機(jī)所取代——實(shí)際上是一個(gè)可編程打印頭，支持研究人員調(diào)整下降幅度和其他設(shè)置，以優(yōu)化打印過程。

德利馬博士表示，現(xiàn)在面臨的最大問題或許來自政府管理部門——包括向F.D.A提交打印軟骨組織安全的證明材料，這也是大多數(shù)科學(xué)研究所面臨的挑戰(zhàn)。他還提到：“我認(rèn)為，單就令其投入使用而言，我們保持審慎樂觀?！?/p>