突破

含有干細胞的生物墨水

我們都知道，當眼角膜不幸受損后伦颊，如果不能靠治療修復，想要重新看清世界每贮，只有換上新的眼角膜菜犀，而這一過程只能靠“等”。如今有了3D生物打印的助力榔汤，苦等的人們有了新的希望栽斑，換眼角膜的幾率也會上升。英國紐卡斯爾大學遺傳醫(yī)學研究所的研究人員稱残炮，他們用3D生物打印機和“生物墨水”成功復制了人類的眼角膜韭赘。這項技術(shù)意味著，如果未來能實際使用势就，或許能讓眼角膜實現(xiàn)無限供應泉瞻。

這種生物墨水是由捐贈者眼角膜的干細胞（人類角膜基質(zhì)細胞）、海藻酸鹽和膠原蛋白混合制成的苞冯。研究人員利用3D生物打印機袖牙，將生物墨水按照同心圓的“路徑”擠壓成型，從而形成人體角膜的形狀舅锄。據(jù)悉鞭达，等待人工眼角膜“新鮮出爐”的時間只有不到10分鐘。

“我們獨特的凝膠結(jié)合了海藻酸及膠原蛋白皇忿，能使干細胞保持活性畴蹭。同時，‘材料’足夠堅硬，能夠保持它的形狀叨襟，但又足夠軟堆嘿，能夠從3D打印機的噴嘴中被順利‘擠’出來∥蓿”紐卡斯爾大學組織工程教授切·康諾表示技乡，世界上許多團隊一直都在尋找理想的生物墨水，為的就是讓這一過程變得可行碎痘。

康諾說這次的成功基于之前的各種嘗試技碍，他們曾讓細胞待在類似的水凝膠中，并讓它在室溫下存活了數(shù)周创靴。而最新研制的含有干細胞的生物墨水云许，在能夠打印組織的同時，省去了單獨培育細胞的步驟偶刃。而且辣候，研究表明，干細胞還可以繼續(xù)發(fā)育嘹谎。

研究人員稱他們可以“訂制”眼角膜大熟，來滿足患者眼睛的特別需求。打印組織的尺寸是從實際的眼角膜上獲取的囤恶。通過掃描患者的眼睛偿荷，可以根據(jù)數(shù)據(jù)快速打印出大小、形狀相匹配的眼角膜唠椭。

現(xiàn)狀

全球角膜捐獻嚴重短缺

角膜是眼睛的外部結(jié)構(gòu)跳纳，“工作職能”包括聚焦光線和保護內(nèi)眼溺察，根據(jù)美國眼科學會的資料鹿腕，角膜是由細胞層構(gòu)成的，這些細胞層保護我們的眼睛压汪，同時提供清晰的視覺力崇。角膜必須保持清晰斗塘、光滑、健康亮靴，才能有良好的視力逛拱。如果有疤痕、腫脹或者受損台猴，光線就不能正確地聚焦到眼睛里朽合，就會導致視力模糊或引起眩光。

當角膜不能被治愈或修復時饱狂，就只剩下角膜移植一種方法了祖擦。通常，捐贈者都是在去世后將自己的角膜捐獻或贈與給需要的人，好在這一移植不存在器官移植可能面臨的適應性問題酷豫，也就是說缰橘，眼角膜移植不需要等待“匹配”的捐獻者。不過雀秤，和器官捐獻面臨的相同困境是赞拼，眼角膜也處于“供不應求”的狀態(tài)。健康眼角膜的捐獻者并不多缔龟，而需求確實居高不下璃锻。目前，世界范圍內(nèi)有1500萬人在等待手術(shù)值豫，這些人患有可能導致眼角膜受損甚至失明的沙眼等傳染性眼病玫葡。另有500萬人因燒傷、撕裂傷澈拖、擦傷或其他疾病引起的角膜瘢痕而完全失明碴穴。

2016年的一項研究提到，全球每70個角膜患者中参歹，只有1人可以得到角膜移植仰楚，這足以說明全球可供移植角膜數(shù)量的嚴重短缺。而3D打印眼角膜這一技術(shù)能夠增加“貨源”犬庇，借助每位捐獻者的干細胞“生產(chǎn)”出多個角膜缸血，如果付諸實施，就有希望減少眼角膜的“供貨赤字”械筛。而研究人員現(xiàn)在需要做的，就是確保這種打印眼角膜的“品質(zhì)”——包括不會造成人體排斥飒炎，能夠正確聚焦光線等埋哟。康諾稱郎汪，為了能更有把握赤赊，距離移植的那一天可能還要再等待幾年，不過這項研究向大家展示了打印眼角膜的可行性煞赢，并且是解決角膜全球短缺的好方法抛计。

鏈接

3D打印身體組織器官

除了眼角膜，3D打印還在其他身體部位找到了“一席之地”照筑。3D打印技術(shù)最初是應用于模具制造嫡澄、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域，之后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造诽矩。2017年8月改擂，世界首臺3D人體打印機問世，它模擬身體組織和器官，使用生物墨水胶棕，讓3D打印的器官與人體更加融合供馍，可以打印鼻子、嘴巴等各類可移植器官水亮。

軟骨 有望能治療關(guān)節(jié)炎

2017年4月刽软，瑞典哥德堡市薩爾格學院的研究團隊通過使用3D生物打印機打印干細胞，成功地制造了軟骨組織枢菇，另外奏散，研究小組還能影響細胞復制、分化岁九，形成用于打印結(jié)構(gòu)的軟骨細胞君铁。該研究刊登在了《自然》（Nature）推出的期刊《科學報告》（Scientific Reports ）上。

該研究是瑞典哥德堡市薩爾格學院與查爾姆斯理工大學的一組研究人員合作進行的据块，研究小組從接受過膝蓋手術(shù)的患者身上提取了軟骨細胞码邻，在實驗室中讓這些細胞恢復活力，恢復成多能性干細胞——有潛力發(fā)展成許多不同種類的細胞另假。之后干細胞被封裝在納米纖化纖維素（nanofibrillated cellulose）的合成物中像屋，并通過3D生物打印機打印成一個結(jié)構(gòu)”呃海“印刷”后己莺，干細胞在生長因子的引導下正確分化，從而形成軟骨組織戈轿。

在自然界中凌受，干細胞分化成為軟骨是一個簡單的過程，但是在試管中完成就要復雜得多思杯。研究團隊的大部分工作都是尋找能讓細胞在打印胜蛉、復制、分化成軟骨的過程中存活下來色乾。該研究小組負責人誊册，細胞生物學教授斯蒂娜·西蒙森說，他們在沒有任何動物實驗的基礎(chǔ)下做到了這一點圾框，也是第一個成功的窘吟。

3D生物打印出的軟骨與人類軟骨極為相似，據(jù)有經(jīng)驗的外科醫(yī)生檢查残团，這種人造軟骨和真正的軟骨沒有什么區(qū)別蠕蹋，而材料的性質(zhì)與他們患者的天然軟骨相似。就像普通軟骨一樣画眯，實驗室培養(yǎng)的材料含有II型膠原蛋白耻炕，在顯微鏡下法顺，細胞看上去很完美，結(jié)構(gòu)也類似于人類軟骨樣本定邪。

如果不久的將來能夠靠利用患者自己“備份”的干細胞來生產(chǎn)軟骨快挡，那么將有助于修復軟骨損傷或者治療骨關(guān)節(jié)炎，為眾多骨關(guān)節(jié)炎患者帶來福音买臣。

腎臟 測試藥性協(xié)助透析

2016年现蹂，科學家通過3D打印技術(shù)造出了一種微小、復雜的管子术陶，和真正腎臟的關(guān)鍵部分很相似凑懂。雖然在制造人工腎臟代替器官前還有很遠的道路，但這是研究人員首次使用3D打印技術(shù)制造出如同真品一樣的腎臟組織梧宫。這一3D打印的腎臟組織是由哈佛大學詹妮弗·路易斯實驗室完成的接谨。該團隊開發(fā)了一種生物打印組織的新方法，使研究人員能夠打印出不同類型人體組織的復雜結(jié)構(gòu)以及維持這種組織存活所必需的血管系統(tǒng)塘匣。這種“打印”方法使用了多種凝膠狀的“墨水”脓豪，打印之后，研究人員移除其中一種墨水忌卤，留下中空的管子扫夜，之后加入細胞，而這些細胞會發(fā)育成組織驰徊。

實驗測試表明笤闯，這種工程化組織顯示出真正的腎臟功能，尤其是能夠制造出近端腎小管棍厂，即腎臟基本功能單位——腎元的一個組成單位颗味。腎元負責過濾血液，將有用的東西保存在身體里牺弹，排出廢物鹃改。如果能夠制造出腎元，理論上就能“制作”腎臟了牛跷，不過考慮到還要開發(fā)其中互相連接的部分，這一工程還要很多年才能實現(xiàn)溶瞬。

材料科學家詹妮弗·路易斯說叛榆，盡管如此，打印出來的組織還是有醫(yī)學價值的鄙骏，首先码遥，這樣的組織可以用來測試潛在的藥物；另外碗冈，人造組織也可以在體外的設(shè)備中使用班粥，協(xié)助腎臟透析滤灸，當然，開發(fā)這樣的設(shè)備也還需要幾年的時間溜勃。

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