參與“Regenovo”鑒定的浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系教授李繼承認(rèn)為，未來(lái)器官打印或者可以緩解腎臟、肝臟移植問(wèn)題。但離開(kāi)人體環(huán)境，如何讓不同于干細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞生存，如何在打印肝臟的同時(shí)解決肝臟內(nèi)部循環(huán)的問(wèn)題，還需要多學(xué)科參與研究。
今年下半年，從立項(xiàng)到完成僅1年，研發(fā)投入人民幣100萬(wàn)元的“Regenovo”生物3D打印機(jī)將開(kāi)始為大學(xué)實(shí)驗(yàn)室、研究型醫(yī)院、生物醫(yī)藥公司等提供技術(shù)服務(wù)。
腎臟打印全過(guò)程
在實(shí)驗(yàn)室里，一張普通桌子上，擺放著純黑色的生物3D打印機(jī)主機(jī)。生物打印主機(jī)長(zhǎng)、寬、高分別是64厘米、50厘米、70厘米。跟此前的制造型3D打印機(jī)不同，生物3D打印機(jī)還有一個(gè)黑色“上行機(jī)”，兩者加起來(lái)的體重是50公斤。此外，生物3D打印機(jī)主機(jī)的噴口僅有80微米，以此保持精準(zhǔn)度。
通過(guò)掃描在電腦中形成以三維設(shè)計(jì)模型為基礎(chǔ)的成像“圖紙”，然后3D打印機(jī)再通過(guò)分層離散和數(shù)控成型的方法用活細(xì)胞與水凝膠來(lái)搭建器官。搭建完畢后，打印出來(lái)后的細(xì)胞支架還要進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)胞培養(yǎng)，誘導(dǎo)形成具有功能的組織和器官，最后，完成歷史使命的水凝膠也會(huì)降解。
在打印過(guò)程中，本報(bào)記者看到，從細(xì)小的噴頭里會(huì)擠出肉眼仔細(xì)觀察才能看到的含有活性細(xì)胞的水凝膠。就像擠奶油拉花一樣，纖細(xì)的水凝膠從噴頭噴出，在機(jī)器作用下，一層又一層地有序排列。剛出來(lái)的水凝膠是半透明的，隨著一層層疊加，最后逐漸顯現(xiàn)出象牙色的器官組織形狀。打印完后，記者用手輕觸迷你的腎組織，感覺(jué)很有彈性。
按照目前技術(shù)，打印的活體組織與血管不能同時(shí)形成。與大多數(shù)人想象的活體器官不一樣，打印器官?zèng)]有血色，也沒(méi)有血管和神經(jīng)。
對(duì)話(huà)徐銘恩
“通過(guò)努力，在我們這代人中實(shí)現(xiàn)延年益壽”
廣州日?qǐng)?bào)：生物3D打印中的活細(xì)胞和水凝膠造價(jià)貴嗎？
徐銘恩：活細(xì)胞是從人體血液或骨髓中提取的干細(xì)胞。水凝膠成本不算貴，50毫升幾十元。
廣州日?qǐng)?bào)：目前，活細(xì)胞打印技術(shù)還有哪些難題？
徐銘恩：首先是細(xì)胞精度。目前，我們打印的精度比正常組織結(jié)構(gòu)要大5倍。打個(gè)比方，細(xì)胞是小朋友。雖然功能都一樣，但我們制造的小朋友比體內(nèi)的小朋友要大5倍，要移植到體內(nèi)，還需要有精度。其次就是如何讓這些小朋友手拉手，分好區(qū)，有序地站在一起。
廣州日?qǐng)?bào)：如果生物打印跟細(xì)胞精度有關(guān)，未來(lái)是否可以像科幻片一樣，打印出超出人類(lèi)精度的組織，甚至是超人？
徐銘恩：我認(rèn)為不太可能。因?yàn)榧?xì)胞是從人體內(nèi)提取的。
廣州日?qǐng)?bào)：對(duì)癌癥的攻克，主要是人類(lèi)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)還不完全清楚。生物3D打印如何讓細(xì)胞有序排列？
徐銘恩：這是個(gè)好問(wèn)題。目前，生物3D打印的細(xì)胞種類(lèi)還有限。而且打印的細(xì)胞組織是檢測(cè)相對(duì)應(yīng)的功能。比如，肝臟功能是排毒，打印的肝單元是否有效就是要產(chǎn)生這個(gè)功能。而不是打印出和人類(lèi)完全相同的肝臟。
廣州日?qǐng)?bào)：全世界生物3D打印器官研究，都是從肝臟、腎臟乃至心臟入手，這是為什么？
徐銘恩：首先是實(shí)際需要，等待肝臟、腎臟移植的人特別多，而器官緊缺是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。其次，相對(duì)心臟、腎臟，肝臟的一些功能實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單。比如，腎臟涉及到尿液隔膜，這就好比讓小朋友不僅要排隊(duì)，有些還需要面對(duì)面排隊(duì)，有些要背對(duì)背，排序特別難。心臟則更為復(fù)雜。而肝臟細(xì)胞的排列較為簡(jiǎn)單。