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液態(tài)金屬機器人可模擬親友“遠程擁抱”

作者: 時(shí)間:2015-03-31 來(lái)源:中國科學(xué)報 收藏

  3D打印活體器官或替代“原裝”器官延長(cháng)生命

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/271803.htm

  人們慣常接受的知識是,人類(lèi)的器官會(huì )慢慢退化、衰竭。然而,如今科技告訴你,由器官損傷或衰竭導致的壽命“天花板”被突破,生命體器官可以借助3D打印替代“原裝”器官。

  由清華大學(xué)化學(xué)系劉冬生課題組參與研發(fā)的DNA水凝膠材料成功應用于活細胞的3D打印,并可以做到秒級成型,被業(yè)界稱(chēng)為“一種非常有前景的打印三維組織和人工器官的材料”。

  這種材料得以應用于活體器官打印的優(yōu)勢在于什么?研究員劉冬生解釋說(shuō),此新型水凝膠材料能夠同時(shí)滿(mǎn)足多項活細胞3D打印的需求:秒級成型;條件溫和,過(guò)程完全在生理條件下完成,不涉及化學(xué)反應以及能夠對細胞造成傷害的外界刺激;強度、通透性好,打印出來(lái)的產(chǎn)品不變形、不易被軟化,可以保證細胞營(yíng)養物質(zhì)的輸送;具有較強的觸變性和自修復性能,在細胞生長(cháng)的同時(shí)可以不斷改變自身的結構;更重要的是,它可根據需要迅速分解不殘留,最終使打印出的活體器官實(shí)現成功移植。

  國外科學(xué)家對此評論,此凝膠可以通過(guò)多層打印實(shí)現厘米級結構的構建,具有足夠好的強度以維持其形狀,避免塌縮或溶漲,且使共同打印的活細胞保持活性。

  未來(lái),越來(lái)越多的人體器官可以被打印成型。由此我們可以大膽想象:借助3D打印器官,未來(lái)人們的生命可以被延長(cháng)。

  人類(lèi)移植心臟:可先植入動(dòng)物體內發(fā)育

  毫無(wú)疑問(wèn),3D打印是掀起當前全球技術(shù)革命的關(guān)鍵,對于這一超出普通人認知的先進(jìn)技術(shù),自然也需要超前與大膽的研究構想。人體每一個(gè)器官內部的血管、神經(jīng)、元素、細胞均非常復雜,有限的技術(shù)所制造的東西如何才能替代無(wú)限的器官?

  目前,美國已出現3D打印的膀胱、腎臟被成功移植進(jìn)人體的先例,導致外界對醫療界打印活體器官充滿(mǎn)了期待。

  中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(cháng)、美國Drexel大學(xué)教授周功耀在2014世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì )上指出,對于亟待更換器官、瀕臨死亡的重病患者,3D打印活體器官是一種緊急的補救措施,“這種方法有可能成功或者在患者身體中起到一定作用,患者就暫時(shí)能夠繼續生存?!?/p>

  但是,病人能夠繼續生存多長(cháng)時(shí)間、器官能否正常運作且會(huì )不會(huì )產(chǎn)生毒副作用?對于這些問(wèn)題醫生都無(wú)法在當下立刻確認,只能長(cháng)時(shí)間跟蹤病人的情況。周功耀指出,3D打印活體器官至少需要觀(guān)察病人長(cháng)達幾十年的時(shí)間,“這樣才能確認器官是不是真的好用,因此判定3D打印器官技術(shù)成熟所需的時(shí)間還很長(cháng)?!弊顬殛P(guān)鍵的是,從細胞組織入手的活體器官打印難度極大,人體細胞極為“嬌嫩”,確保其在打印過(guò)程中成活非常困難,酸度、pH值、養分、二氧化碳等都對細胞的活性有很大的影響。

  基于種種技術(shù)難題,業(yè)內人士普遍認為,距離3D打印人體器官產(chǎn)品化至少還需要10~15年的時(shí)間。一家生物科技公司總裁劉青舉例說(shuō),如對于需要移植心臟的患者,他大膽設想可以先在體外通過(guò)3D打印技術(shù)培養心臟,再移植入轉基因動(dòng)物的體內?!耙赞D基因動(dòng)物作為生物反應器,心臟的血管、神經(jīng)等能較快發(fā)育完整,之后再將心臟拿出植入人體我認為這個(gè)方法具有一定的可行性?!眲⑶嗾f(shuō)。


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