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“在未来,人们不必担心因器官疾病而死亡,也不必等待遥远的捐赠者。他们只需要支付一笔费用,就可以得到一个既有功能又有外观的人造器官,作为回报,他们可以正常生活。”-这是经典好莱坞电影《重生之人》中的情节。
据统计,我国每年约有150万器官衰竭患者,其中30万人适合器官移植。然而,只有10,000多人能够接受器官移植治疗,而有限的活体器官来源无法满足病人的需求。
随着被称为“另一个登月计划”的3d生物打印技术的出现,它可能会填补这一空空白,并使电影中的情况成为现实。这一天,空'的想法是用“生物墨水”通过3d打印机打印出1:1的仿生器官模型,然后通过体外培养细胞组织给模型注入“活力”,最后植入人体替代患病器官,实现器官移植。
然而,业内许多专家表示,这项技术仍处于初级阶段,如何从装饰性转变为功能性,需要在印刷材料和精确器官数据方面的技术突破。
稀有的活体器官
目前,中国人体器官市场的供需比为1: 100。以肾移植为例,每年移植病人3000人,需求量高达30万人。大多数患者只能在等待配体的过程中病情恶化甚至死亡。
在这种背景下,3d活体器官打印已经成为研究者眼中的“热点蛋糕”。
数据显示,3d生物打印技术在2003年实现了单细胞打印,6年后实现了多细胞打印,业界普遍认为活体器官打印的目标将在2020年实现。
中国工程院院士戴茂荣表示,许多专家正在对活体器官的印刷进行研究和开发。
四川蓝光创新生物技术有限公司最近表示,将在今年下半年推出3d生物打印机,旨在打印人体组织切片和血管。
从单细胞到多细胞,再到复杂器官组织的构建,器官印刷的研发似乎离成功只有一步之遥。
活体器官还没有被“激活”
虽然3d医学打印受到资本的高度追捧,但一些国内上市公司并不打算进入纯生物3d打印技术领域。
深圳市光源达科技有限公司董事长侯若红在接受《商业日报》记者采访时坦言:“我们目前从事的是工业制造和医疗手术,不涉及生物印刷领域。我认为3d打印生物学的大部分应用仍停留在大学和实验室。”
数据显示,一个成功的重建器官至少由数十亿种不同类型的活细胞组成。如何在实验室条件下保持细胞的结构和形状,为器官提供营养,连接血管网络,仍然是一个有待解决的难题。
美国德雷克塞尔大学(drexel University)教授杰克周(Jackzhou)曾公开表示,如果要将3d打印技术制造的物体植入人体,必须经过大量细胞培养和实验,以确保它能在人体内存活。然而,人体组织的复杂性远远超出了当前技术的控制范围。
此外,现有的生物材料只有30多种,而且数量有限。这些物质是否会对人体组织产生反应并产生副作用还需要长期的临床观察。
北京理工大学激光工程研究所教授陈表示,3d打印的器官还只是在模型上,如何赋予它“生命”是实现活体器官移植最困难的任务。