科學(xué)家正用3D打印開發(fā)含微芯片的可移植人工腎臟

由于捐獻(xiàn)器官的數(shù)量非常有限，所以目前全世界仍有許多需要器官移植的患者在煎熬中等待著。雖然目前正在快速發(fā)展的生物3D打印技術(shù)有望在不遠(yuǎn)的未來解決這個問題，但3D打印的器官（比如腎臟）仍需數(shù)年時間才能真正實際應(yīng)用。為此，范德比爾特大學(xué)William Fissel教授和他的團(tuán)隊正在借助3D打印開發(fā)一種更加實際的替代解決方案 — 生物混合型可移植器官。

目前，團(tuán)隊正在研發(fā)的該類型器官是迷你腎臟。它本質(zhì)上一種透析設(shè)備，僅有易拉罐大小，由外殼、微芯片控制的過濾器，以及活體腎臟細(xì)胞組成，能模擬腎臟功能，從人體中移除足夠的代謝廢物、水和無機鹽，起到一種“體內(nèi)透析”的作用。

這些腎臟細(xì)胞將由被植入者本身提供生存所需的能量和營養(yǎng)物質(zhì)，而之所以采用以硅納米技術(shù)為核心的微芯片是因為它們成本低廉又不失精確，非常適合制造過濾器。最終的成品將含有15個這樣的微芯片。

除了這種微芯片過濾器，這種迷你腎臟還有一個亮點，就是驅(qū)動能源并非電池，而是植入者的自然血壓 — 它將推動血液進(jìn)入其中的過濾器。而血液之所以不會出現(xiàn)凝結(jié)很大程度上是因為裝置中含有優(yōu)化的定制化通道結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)是使用數(shù)字3D模型創(chuàng)建，再經(jīng)過3D打印的原型測試后才最終定型的。

目前，這種迷你腎臟所需的腎臟細(xì)胞在實驗室中生長得很好，已經(jīng)生成了細(xì)胞膜。這種結(jié)構(gòu)將重吸收血液中的營養(yǎng)物質(zhì)，同時攔截廢棄物，最后形成尿液。

事實上，這一研究項目早在2003年就啟動了。當(dāng)時它得到了美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）的資金支持。現(xiàn)在，由于有了更新的進(jìn)展，項目又得到了該機構(gòu)提供的4年600萬美元的新一輪撥款。根據(jù)研究團(tuán)隊的消息，首批臨床試驗有望在2017年底開始。

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《3D打印在醫(yī)學(xué)應(yīng)用趨勢:造人體器官》
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