3D打印人體器官技術漸趨成熟 未來將成醫學的主要部份

即使你很幸運能夠獲得器官移植,也有機會終身面臨服用抗排斥藥物。這就是為什麼科學家們長期以來一直夢想著從患者自身細胞中培養新的器官,這可以同時解決短缺和器官排斥的風險。

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在香港,根據醫院管理局提供的統計數字上,目前已超過2650名人等候器官移植,但於2018年器官捐贈只有499宗。即使你很幸運地能夠獲得器官移植, 也有機會面臨終身服用抗排斥藥物。這個問題就是科學家們一直致力研究從患者的細胞中培養出新的器官,這樣同時便可大大減少器官短缺及患者與替代品排斥的問題。 近日,美國《科學》雜誌刊登了一篇能解決等候器官移植問題的論文。

3D打印技術 在生物科技上邁進了一大步

3D打印技術在生物科技技術上又有了新的里程碑,有望為器官移植帶來革命性的變化 。 (片源: Rice University)

論文是由美國萊斯大學(Rice University) 與華盛頓大學(University of Washington) 的一項研究指出,他們使用稱為投影立體光刻技術(Projection Stereolithography) 的3D打印技術克服了 “3D打印器官”的一大障礙,並製作了功能性組織模型。研究人員可以植入活細胞使其能夠完成肺部或肝臟的工作。在這項研究中,使3D打印器官組織模型展示出真實的功能。

論文榮登美國《科學》期刊 封面
論文榮登美國《科學》期刊 封面 / 圖源:《科學》雜誌官網

比傳統技術製造出更精細 生產更快

自20世紀80年代以來,投影立體光刻技術 (Projection Stereolithography) 的基本技術已經出現,但Jordan Miller 生物工程助理教授 – 萊斯布朗工程學院 (Rice Brown School of Engineering) 和新論文的合著者指出 “當時的技術並未有設計用於生物科技上,只是用於製造塑料結構,但該技術比起傳統3D印刷能製造出更加精細,生產得更快。Miller 並補充"不再是花上幾分鐘透過擠壓來製造一層,而是在幾秒鐘完成。"而速度是為重要因素,因為印刷結構將氧氣和營養引導至細胞,所以更快的速度可以在製造過程中大大減少細胞死亡。

研究人員使用了水凝膠打印出模仿人體肺部功能的氣囊
研究人員使用了水凝膠打印出模仿人體肺部功能的氣囊 / 圖源: Rice University

使用食用染料打印出與肺部相似的管狀物組織

以前的3D 打印器官研究上,許多化學物質都具有致癌性。因此,研究人員必須找到經過驗證的有毒化學品的替代品。而在這次研究上,Miller 和他的研究團隊的「3D打印器官」上是使用食用染料打印出了一個與人體肺部相似的複雜的管狀物組織。研究人員表示打印出模仿人體肺部功能的氣囊是使用了水凝膠(一種聚合物凝膠)製作,能夠將氧氣輸送到附近血管里的細胞中。而在正常搏動時,假的肺也不會破裂。

Jordan Miller, Ph.D  / 美國Rice University 生物工程助理教授
Jordan Miller, Ph.D. 美國Rice University 生物工程助理教授 /圖源 Rice University

Miller 深信未來20年3D生物打印會在醫學上擔當主要組成部分,並希望把水凝膠的生物科技技術提供給其他研究者探索更多,使其技術能夠普及並受惠於所有人

相信在未來日子,生物科技漸漸普及,我們再不需要為等候器官移植而感到苦惱了。