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3D打印人类肝脏需要怎样的洪荒之力?

发布日期:2022-06-13 00:11

本文摘要:今年十月,生物3D打印机公司Organovo宣告,早已开始发力人类必要重制3D打印机人体肝脏的组织。这项希望不应当被高估,因为这项工作使得恶性肿瘤的肝脏有了可以待重制的补丁,可以使得病人重拾身体健康,对于那些患上肝功能中风的人来说意味著重拾生命的期望。 到目前为止,Organovo早已展出了他们享有3D打印机肝脏和肾脏的组织的能力。 而要打印机可可供重制的肝脏单元,甚至整个器官,这必须怎样的洪荒之力?本期,让我们了解解读这个令人费解的世界。

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今年十月,生物3D打印机公司Organovo宣告,早已开始发力人类必要重制3D打印机人体肝脏的组织。这项希望不应当被高估,因为这项工作使得恶性肿瘤的肝脏有了可以待重制的补丁,可以使得病人重拾身体健康,对于那些患上肝功能中风的人来说意味著重拾生命的期望。  到目前为止,Organovo早已展出了他们享有3D打印机肝脏和肾脏的组织的能力。

而要打印机可可供重制的肝脏单元,甚至整个器官,这必须怎样的洪荒之力?本期,让我们了解解读这个令人费解的世界。  图片:Organovo打印机的的组织  年所商用化的生物打印机还包括envisionTEC的工业级3DBioplotter。而新的初创企业,像BioBots和CELLINK这些入门级的生物打印机则只必须10,000美元左右。

  图片:CELLINK的入门级生物打印机  Organovo正式成立于2009年,年所是发明者了自己的生物3D打印机NovoGenMMX,这家公司在发明者自己的打印机后就很快的将商业模式从生物打印机移往到了的组织打印服务,并与2013年发售了3D打印机人体肝细胞的组织单元。  这些肝的组织打印机是如何已完成的呢?就拿Organovo的设备来说,一个注射器里面还包括肝实质细胞(占到70至百分之85的肝体积)。

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另一个注射器充满著了非实质性的肝细胞(占到肝脏体积的百分之6.5)。肝脏非实质细胞对于打印机的顺利起着了最重要起到,肝脏非实质细胞参予了肝脏的大多数病理生理过程,还参与炎症、血液及免疫系统失调、休克、脓毒血症等病理过程,自身的数量、结构、功能等的变化影响着肝脏功能。

  第二注射器再行打印机一个蜂巢状模具,然后由第一注射器填满肝实质细胞,最后的打印机结果被摆放到一个孵化器。在这里,肝细胞增殖沦为20个细胞薄,测量下来大约500微米。

3D打印机出来的多细胞的肝单元实质上具备主要的肝功能,如制备白蛋白、纤维蛋白原和转铁蛋白的能力,以及制备酶活性的胆固醇。  Organovo可以维持细胞存活40天,通过与制药企业罗氏公司的合作,罗氏在肝单元上展开其对乙酰氨基酚的毒性测试,从而Organovo成功地将其肝单元商业化,并与2015年又获得了与默沙东的合作。

  到2014年,在药物毒性测试的商业用途上,Organovo早已几乎构建商业化,其ExVive肝的组织单元早已批量供应给大型的制药公司。在约45分钟内,Organovo就可以3D打印机约3mm直径和0.5mm薄的肝单元。

  图片:Organovo的生物打印机  为研究者获取生物打印机的人类肝单元来测试新药是具备社会价值的,它可能会使药物取得市场准入更加很快,因为这些药物可以从动物到人类的临床试验来更加了解的理解其毒性和副作用。而另一方面,可以协助防止剧毒药物在早已公开发表上市后又被解任,因为这些药物在第一时间的人类肝脏单元测试中就有可能不被通过。而Organovo在测试其生物打印机的肝单元的重制的时候,找到重制的人工肝单元与大自然肝脏的组织融合得很顺利。于是,Organovo将商业模式扩展到重制领域,并计划三到五年向FDA递交递交3D生物打印机肝脏的组织研究性新药(IND)的申请人  除了肝单元的生物打印机,Organovo还突破了3D打印机肾脏单元-ExVive人类肾脏,需要有效地展现出出有肾脏的功能,ExVive人类肾脏的组织近端管功能可以保持多达四个星期。

这些肾脏单元可用作测试肾毒性。多家毒理学研究团队与Organovo展开了合作,其中有两家合作方名列全球最顶尖的25家制药公司之中。  当然,产生更加简单人工的组织的仅次于障碍是如何保持其生命的能力,由多种类型的细胞构成的的组织如何取得营养和氧气。

为了构建这一目标,血管的组织的打印机是适当的。  许多研究人员企图解决问题泵送血液生物打印机的问题,回头得更远是哈佛威斯生物工程研究所的JenniferLewis教授率领的团队。目前,Lewis的团队需要生产一个嵌入式血管网薄的的组织。

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在3D打印机的硅胶模具中,她的团队打印机了一个共聚物构成的网格:由明胶、人类血细胞和纤维蛋白原构成。血管网格相互连接。

研究人员将血管内皮细胞流经血管,让这些细胞生长为血管内壁。打印机血管的油墨属性十分类似,它们在加热之后将不会融化,只留给由内皮细胞生出的人工血管壁。  哈佛大学的这项突破可以说道是补足了Organovo这类的生物3D打印机公司仍然以来所缺少的一块短板,这些包括非常丰富血管的人工的组织,如果将来被重制到人体,还需要让它们尽早与人体相连在一起,尽早在人体内存活下来。而由此以来,我们某种程度可以未来将会取得肝脏和肾脏的补丁,更加有可能在将来取得原始的3D打印机人类器官。


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