3D Systems公司大膽嘗試，3D打印肺器官有望實現(xiàn)

2021年5月18日，南極熊獲悉，今年早些時候，國際知名增材制造商3D Systems公司宣布他們將加強在生物打印領域的研發(fā)投入，并打算與聯(lián)合醫(yī)療（United Therapeutics）公司及其子公司LungBiotechnology進一步合作，展開對3D打印人體肺部器官支架的研究，雙方認為這次合作將會對3D打印器官的未來產生重大影響。

合作

3D Systems公司與UnitedTherapeutics公司合作已有一段時間，他們的大部分研究都集中在器官支架的打印機系統(tǒng)和工藝的開發(fā)上。當前使用的主要平臺是3D Systems公司的Figure 4系統(tǒng)以及各種專有的生物墨水。

2020年，3D Systems公司宣布已經(jīng)成功地展示了高速度、微米級的打印，這是組織血管化（維持活細胞所需）的先決條件。此外，他們在研發(fā)獨有的rhCollagen的材料配方方面取得了重大進展。這些重大的進展也使得他們在宣布進行肺器官打印的研究時表露出了很強的自信心。隨著進一步的投資，雙方合作伙伴將不斷推動這些工藝的開發(fā)。

這項研究將有助于開辟新的再生醫(yī)學的道路，包括開發(fā)需要生物相容性的可持續(xù)脈管（血管）的非固體器官應用。你可以在下面的圖片中看到一個打印血管的例子。

△使用 "打印-灌注一體化"工藝創(chuàng)建的人體血管模型。圖片來源：聯(lián)合醫(yī)療公司

打印到灌注

這項研究的核心技術在于 "從打印到灌注 "過程，這涉及到使用定制的材料和優(yōu)化的工藝來快速創(chuàng)建出高精度的水凝膠支架，隨后可以使用活性細胞灌注來創(chuàng)建組織。

3D Systems的首席技術官ChuckHull在接受福布斯采訪時表示："我們兩家公司聯(lián)合組建了研發(fā)團隊，還有很多工作等待我們去做。我們決定用水凝膠打印支架，是因為人體大部分是水，但這也同時意味著需要打印一種有粘度、流態(tài)的材料，跟我們平常習慣于用硬塑料打印有很大不同。同時我們要清楚的一點是，細胞需要有一個賴于生長的地方，這意味著要精細地打印，以便為細胞提供生存空間。但是，用高精度打印更小的東西會使速度減慢，所以我們需要更高的打印速度。這些東西花了三年時間才搞清楚，還有臨床試驗和后期監(jiān)測工作要做，但在制造支架本身的技術方面，我們現(xiàn)在就可以完成。聯(lián)合醫(yī)療公司在其網(wǎng)站上有一個 "研發(fā)進程"模塊，顯示了他們希望通過這一試驗實現(xiàn)醫(yī)學界的里程碑。

他們計劃在短期內首先開發(fā)Trepostinil（用于緩解肺動脈高壓）的吸入裝置等技術。據(jù)推測，制造的器官將有助于這一領域的藥物研發(fā)進程。

就中期目標而言，團隊表示他們將開發(fā)出醫(yī)療肺部疾病的其他吸入技術，并進入異種器官（由豬器官支架制成）的制造階段，如異種腎臟、異種心臟和單肺。長期目標顯然是設計一對可移植的人工肺，用于晚期肺病患者，用打印的支架，灌注異體細胞或患者的細胞。

至于未來肺器官移植是否真的如他們預想的那般簡單，僅需點擊一個鏈接就能購買一套新的3D打印肺？我們可能需要等待一段時間，等待技術成熟并獲得在人體應用的認證。但就目前而言，在治愈肺部疾病這一醫(yī)學難題方面似乎有一條明朗的途徑出現(xiàn)了。