中科西部研究院:捐献器官不够用,未来用这种技术来代替!

2021-06-09 22:44:31 125

器官移植一直都是医学界的一大难题。它的“难”不仅在于医学科技发展的高度要求,它还涉及人类伦理道德的冲突。人们出于对逝者的尊重或者根深蒂固的传统观念,即去世的人要保留身体的完整性,这点成为器官移植的一只“拦路虎”。

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据报道,全国每百万人仅0.03人捐器官,而器官需供比例为1300:1目前,我国器官移植亲属间的活体捐献占20%~30%,公民愿捐献只占很少一部分。统计显示,全国等待器,官移植的病人有20万,~3。万,每年只有不到万人。

人只能在等待中离世。

在器官移植的研究上,各国科学家从多方面探索,比如利用动物的器官。1992年,英国科学家培育了转基因猪,准备给人移植心脏。可是到了1996年,英下令放弃人体试验,原因是担心猪体内的病毒

会随着移植的器官带进人体,研究工作就此搁浅了。近来,据《科技日报》报道,美国科学家将进行转基因猪的组织植入人体的临床试验,用以糖尿病、帕金森病及失明等多种疾病。这虽是细胞和组织的移植而非器官移植,但是还有一些人担忧病毒带来的风险。

今天面对器官来源的匮乏,3D技术的出现,将把器官移植的梦想带进现实。近十多年来,耀眼的电影《阿凡达》带给人们身临其境的观赏体验,逼真绚丽的立体图像,环绕音响,观众仿佛置身于电影中。

3D给我们的生活带来了什么?几乎是一夜之间,3D电视、iPhone,手机、摄像机、杯子、戒指,不仅仅是这些小玩意儿,还有手枪、自行车、房屋……只要是能够想象出来的东西或现实中存在的东西。

3D打印机的原理类似于喷墨打印机。不过,喷墨打印机使用的是油墨,把文字和图像打印在纸张上,是平面的;而3D生物打印机使用的是实验室培养的活细胞。生物打印机有两个喷头,不仅可以平面移动,还可以垂直移动。一个喷头放入活细胞溶液,

称为“生物墨”;另一个放入水溶胶,称为“生物纸”。两个喷头分别一层层地堆积,一层“生物墨”,一层“生物纸”,作为细胞生长的“支架”,不断地重复这一过程。打印机的操作,都基于一个高度的、事先设计的物品三维数字图案。根据在电脑中设计的图像,将“生物墨”和“生物纸”层层叠加起来,如蚕吐丝一样,一层一层形成“主体”的茧,终把电脑图像变成物品。

2011年,美国科学家安东尼•阿达拉利用生物打印机“打印”出了一个肾脏。但是这个肾脏不能用于移植,因为它缺少血管和排除尿液的通道。他曾经尝试在“打印”器官时留出空隙,但实验都失败了。

有,阿达拉参观了人体世界博览会。当他看到保存尸体器官时,听制作标本者介绍,在制作大器官的血管结构时,事先用硅胶注射到血管系统,然后溶解掉有机组织后就制成。此方法让阿达拉茅塞顿开,但用来溶解硅胶的试剂对人体是有害的,怎么办呢?

正当阿达拉苦苦思考采用硅胶的替代品时,有,他在一家餐厅用餐,当服务员端上用糖镶边的甜品时,他灵感闪现:用糖做模具!因为糖溶于水,可用水冲掉糖模具。

两次意外的收获,让阿达拉想出用可溶性的糖打印出血管模具。然后用生物打印机“打印”组织,在模具周围打印相应的细胞外基质和血管内皮细胞的混合液,包住整个模具,用水冲掉糖分,留下的就是由活细胞构成并有牢固血管网络的组织。

至今,科学家已制作出一些含有基于糖模具构建的血管的肝组织,并移植到啮齿动物体内,初步观察到这些血管已与动物体内的血管相结合。

虽然,这个组织还不能替代整个肝脏器官,但是科学家认为,今后通过肝脏、肾脏细胞添加到血管网络中,一定能当前,英国科学家打印岀了人类的皮肤细胞,且打印出的细胞存活率达95%;制造出微型肝脏,有0.5毫米厚、4毫米见方,具有真正肝脏的多种功能,可用于替代动物实验。

日本科学家制造出了有两层结构的血管,比人类三层血管只预计在几年内可用于心脏搭目前,3D生物打印技术还只能制造出一些相对比较简单的组织,打印器官也许还要等待几/年、几十年的时间。其中,很重要的一点,随着细胞培养成器官技术的完善,患者可以用自己的细胞打印适合自己的器官。想要替换什么器官,3D生物打印机可以帮助患者实现自给自足,不用考虑排异反应,患者再也不用等待移植的器官。

现阶段ipse离医疗临床应用还有一定距离,需要解决发展中的拦路虎——细胞重编效率低、基因的致癌性。但在这方面的研究使人们有一个美好的期待,那就是能早日用于临床,早日为人类的健康服务。