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人造器官新突破!美国科学家3D打印出会“呼吸”的肺

来源:互联网 发布日期:2019-05-16 474

 

不得不说,美国的科技研发能力,在全球无出其右。

一个月前以色列特拉维夫大学3D打印出第一颗不具备泵血功能的心脏一事,惊动了全球。

一个月后的今天,美国传来大消息,莱斯大学的科学家们已经成功3D打印出了“会呼吸”的肺。

4月16日,以色列特拉维夫大学一个团队的研究人员用革命性的3D打印技术,利用取自病人自身的组织细胞,打印出了全球第一个完整结构的心脏。

这个不会对人体产生免疫排斥反应的心脏,被认为,是人类器官移植的一次革命性颠覆。

唯一的遗憾是,尚不具备泵血功能。

但近日,美国科学家打印出来的肺,实现了革命性突破,具有“呼吸”功能。

据《科学》杂志披露:美国莱斯大学的Bagrat Grigoryan、Kelly Stevens和Jordan Miller等,通过三维光刻技术,使用生物相容的水凝胶,3D打印了一个包含血管和气道的肺脏模型,在其中实现了血液的氧合;还构建了一小块肝脏,移植到小鼠体内后成功存活。

实现血液氧合的意思,就是会呼吸。简单来说,就是采用水凝胶材料,利用3D打印技术,打印出了能够实现呼吸功能的肺模型。

接下来他们要做的,就是如何用凝胶制造活组织和活细胞,一旦实现,人类的器官移植难题,便彻底攻破。

在当下这个一切皆有可能的时代,这个问题,相信不用等太久。

以色列3D打印心脏,采用的是患者自身的组织细胞,打印来出来的心脏不会产生免疫排斥反应,但不具备泵血功能。

美国3D打印出来的肺,具有呼吸功能,但采用的材料是凝胶。

二者各有优势,各有短板。

想象一下,如果以色列特拉维夫大学研发团队与美国莱斯大学研究团队交换意见,通力合作,利用3D打印技术,打印出具备人体细胞与组织,且具有正常功能的器官,你觉得还远吗?

美国与以色列是铁杆盟友,不是没有这个可能。

莱斯大学是如何利用凝胶打印出具有“呼吸”功能的肺?关键在于,它的打印技术。

美国莱斯大学研究团队,选择了三维光刻技术,通过光照使光敏树脂局部聚合,打印出特定的结构。相比逐点打印的传统喷墨式3D打印,三维光刻可以同时处理几百万个体素,再辅以柠檬黄遮光,打印的效率和精度都大幅提高了。

他们利用这种打印技术,先尝试打印了一段带瓣膜的血管,非常顺利。

之后,加大难度,打印肺器官中相互缠绕、且不互通的血管与气管,依旧顺利完成。

最后,攻关了能够实现气体交换的肺泡与毛细血管,并最终成功打印出具有呼吸功能的肺架构。

科学技术,就是这么神奇,神奇到有时候我们都不敢相信自己的眼睛。

下一步,就是将凝胶转换成真正的细胞与组织。正如上面说到的,要么与特拉维夫大学通力合作,要么自己研发。

可以说,人类距离3D打印具有真正细胞、组织和功能的器官,已经走完了99步,就差最后一步了。

不远的将来,人类器官移植难题不再是难题。

人类器官移植如今面临的难题主要有两个:

1、缺少。

由于文化因素和个体因素,全球愿意器官捐献者始终是极少数,人类需要接受器官移植的数量远远大于器官捐献的数量。

可查到的数据显示,作为全球器官捐献量最大的美国,2017年前3个月,美国已记录捐献器官2553例,完成器官移植5367例,但仍有11.8万余人在等待移植,并且平均每天有22人会在等待中死去。

由于人口多,中国成为了世界上器官捐献数量仅次于美国的国家。

截至2018年底,我国已累计完成公民逝世后器官捐献2.1万例,捐献大器官突破5.8万个,累计实施器官移植手术超过6万例。

但我国每年因为等不到捐献的器官,最终死于器官衰竭的患者,在30万人以上。

“器官荒”已成为全球性难题。

2、免疫排斥反应。

即使有合适的器官可以移植,接受器官移植的患者,也不得不在其余生中,每天都需要用药物来克制免疫排斥反应。

如果你是理科生,具备起码的生物知识,就应该明白,人体会自动识别外来组织,然后通过免疫细胞干掉它们,目的就是保护机体自身。

器官移植,血缘关系越亲近越好,越亲近免疫排斥作用就相对弱一些,但再弱也还是会存在,必须依靠药物辅助。

美国莱斯大学,再加上一个月前以色列特拉维夫大学传来的消息,告诉我们,人类器官难题,不用多久都可以通过3D打印来解决。

3D打印,要多少有多少,且是利用患者自身细胞,完全不存在排他反应。

或许正如网友们调侃的,以后充值生命,就像现在网吧上网充钱一样,“老板,给我打印个肾,顺便再打印个肝”。

目前,人类通过3D打印技术,已经实现了多个器官组织生物打印,如打印的甲状腺,已植入患者体内的胫骨替代物等。

打印结构复杂、功能强大的内脏器官,已经走完了99步,就差最有一步。用不了多久,人类的心、肝、脾、胰、肺、胃……五脏六腑通通可以用3D技术打印出来。

什么心脏病(心脏)、糖尿病(胰)等,统统say goodbye。

当然,前提是,你得有钱,得有钱享受这些最尖端的科技成果。

所以,正如本号多次强调的,我们普通人接下来要做的就两件事:努力活得健康长寿,并好好赚钱。

因为只有活得长,才能见到这些科技的突破。只有赚到了钱,才有机会享受到这些科技成果。

人生最痛苦的事情莫过于两件:1、技术已突破,人已经没了;2、技术已突破,人也在,但钱没了。