美國Organovo公司活體器官生物打印機

據(jù)《連線》雜志報道，器官移植拯救了很多人的生命，但這項技術也存在器官來源不足、排異反應難以避免等弊端。如今，隨著美國生物技術公司Organovo開發(fā)出一款生物打印機，可利用患者自身細胞“打印”靜脈，這些問題也將迎刃而解�；蛟S，醫(yī)生有朝一日可以“按需打印”活體器官，包括血管和完整的器官�！　�Organovo公司高級科學家本-謝潑德（Ben Shepherd）說：“眼下，我們確實正在‘打印’血管。本周我們打印了不少，同時還在了解如何令它們的功能發(fā)揮至極致，可以打印功能更可靠的血管�！比梭w多數(shù)器官都布滿密密麻麻的靜脈，所以，打印維管組織的能力對獲取完整器官而言是關鍵的一步�！　〈蛴〕鰜淼撵o脈即將開始在動物身上進行試驗，并最終實施人體臨床試驗。如果一切進展順利，幾年以后，你或許就能用自己細胞長成的“打印”組織替代變壞的靜脈，例如因頻繁注射化學藥物而惡化的靜脈。打印完整的器官不僅僅面臨著技術上的障礙，第一臺器官生物打印機從開發(fā)、測試、生產(chǎn)到推向市場，成本高達數(shù)億美元，更不用提任何一家公司在獲得美國食品藥物管理局（FDA）批準時所遭遇的重重困難。
　　美國南卡羅來納醫(yī)科大學先進組織生物制造中心主任弗拉基米爾-米羅諾夫（Vladimir Mironov）博士說：“如果Organovo公司可以籌集到足夠的資金，這家公司就擁有了作為第一家生物打印公司取得成功的潛力，但這一切都需要時間去證明�！币韵率荗rganovo公司展示的全程生物打印靜脈的過程。
　　1.生物反應器

　　
生物反應器

　　
生物反應器利用一種特殊的化學混合物，幫助細胞變成強有力的血管組織

　　謝潑德將一個生物反應器放入孵化器中，與生長培養(yǎng)基反應，幾天后取出。生物反應器利用一種特殊的化學混合物，幫助細胞變成強有力的血管組織，這種混合物類似于細胞在人體生長時的情況。
　　2.干細胞

　　
干細胞

　　
經(jīng)過培養(yǎng)，干細胞的數(shù)量會急速增加

　　
一旦制作了足夠多的細胞，就可以用離心機將它們從生長培養(yǎng)基中分離出來，壓縮成顆粒狀

　　謝潑德將干細胞從液氮池中取出。經(jīng)過培養(yǎng)，干細胞的數(shù)量會急速增加，然后再注入生物打印機。最終，這些細胞可以從患者身體各個部位--脂肪、骨髓和皮膚細胞--取出，制成起作用的靜脈。在干細胞解凍以后，它們將在生長培養(yǎng)基中培養(yǎng)。這個步驟可以讓干細胞不斷繁殖和生長，這樣，就可以用以形成靜脈。生長培養(yǎng)基還利用特制化學物令干細胞長成所需要的類型，這種情況下則是血管細胞。一旦制作了足夠多的細胞，就可以用離心機將它們從生長培養(yǎng)基中分離出來，壓縮成顆粒狀。3.水凝膠支架

　　
水凝膠支架

　　
生物打印過程的第一步是鋪設稱為水凝膠的材料，這種材料可當作支撐靜脈組織的臨時支架。

　　
泵壓頭安裝在一個高精度機器人裝配儀器上，令精度達到最大化

　　生物打印過程的第一步是鋪設稱為水凝膠的材料，這種材料可當作支撐靜脈組織的臨時支架。定制生物打印機通過兩個泵壓頭，噴射出支架結(jié)構或細胞制成培養(yǎng)皿。泵壓頭安裝在一個高精度機器人裝配儀器上，令精度達到最大化。在上圖中，右邊的泵壓頭浸入放水凝膠的容器中。
　　一個稱為生物反應器的小容器被用于模擬靜脈，它在打印靜脈之前就準備好了。生物反應器是生物科技體系中一個相當標準的部分，利用一塊鋁制造而成，這塊鋁圍繞在有許多端口的塑料容器周圍。這些端口被用于抽出給生長的靜脈提供養(yǎng)料的化學物。在打印靜脈以前，技術人員用手將幾管培養(yǎng)好的細胞注入打印頭（與生物質(zhì)打印墨盒相似）。
　　4.血管的水凝膠模具

　　
血管的水凝膠模具

　　
技術人員將一排排水凝膠平行放入培養(yǎng)皿盆的水槽里

　　技術人員將一排排水凝膠平行放入培養(yǎng)皿盆的水槽里，在水槽中打印顆粒狀細胞圓柱體。至少一個水凝膠圓柱體被打印在細胞的中間位置，用于制作靜脈內(nèi)的小孔，而血液最終將通過這個小孔流進流出。5.長進靜脈中

　　
長進靜脈中

　　在接下來幾周，打印出來的靜脈放入另一個生長培養(yǎng)基。不久，細胞從水凝膠模子中倒出來，留下一個中空的血管細胞軟管。
　　6.經(jīng)過特殊處理

　　
經(jīng)過特殊處理

　　
生物反應器將由蛋白、緩沖劑和其他多種化學物構成的特制混合物噴在打印好的靜脈中

　　接著，再將打印出來的管狀細胞放入生物反應器。生物反應器將由蛋白、緩沖劑和其他多種化學物構成的特制混合物噴在打印好的靜脈中。這一步驟使得細胞可以變成功能可靠的靜脈，令其效用發(fā)揮到極致。
　　7.打印靜脈成品

　　
打印靜脈成品

　　在生物反應器內(nèi)停留一段時間以后，顆粒狀細胞長在一起形成靜脈，然后就能植入患者體內(nèi)。因為靜脈是從患者自己的細胞長出來的，他們的身體更有可能接受移植過來的靜脈，從而不會產(chǎn)生排異反應。