在短短三年內(nèi)，等待肝移植的患者可能能夠捐贈健康細(xì)胞，并將它們通過3D打印機(jī)復(fù)制成可以延長其壽命的美元大小的組織。

位于圣地亞哥的生物打印公司Organovo已經(jīng)表明，其3D打印的肝組織貼片在植入小鼠時(shí)繼續(xù)發(fā)揮作用。那么下一步的研究將是人類。

據(jù)悉，這家開發(fā)生物打印過程的公司有著10年的歷史，可以定制生產(chǎn)多種形式的組織，包括微型人體肝組織和腎組織。

Organovo的3D打印組織已被用于加速臨床前藥物測試。傳統(tǒng)的測試和開發(fā)使用動物或放置在培養(yǎng)皿中的小細(xì)胞樣品，平均花費(fèi)12億美元，需要十幾年的時(shí)間。成本很高，部分原因是90%的藥物不通過動物和人體臨床試驗(yàn)，所以研究人員必須不斷的研究，直到成功。

Organovo的生物打印技術(shù)更好地模擬人體組織對藥物的反應(yīng)，并在進(jìn)入臨床試驗(yàn)之前幫助識別有毒藥物。打印組織有20層厚，包括更準(zhǔn)確地模擬真實(shí)人體組織的功能性血管。

“當(dāng)你把肝細(xì)胞放在培養(yǎng)皿上時(shí)，其從來沒有正常人類肝臟生物學(xué)的所有方面，因?yàn)樗鼈儽慌懦谡５谋尘爸?..而肝細(xì)胞比不上在那個(gè)環(huán)境中的大多數(shù)細(xì)胞，”Organovo CEO Keith Murphy說。

創(chuàng)造組織的主要障礙是繼續(xù)制造血管系統(tǒng)，為其提供維持生命的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)。生物細(xì)胞可能會在組織從打印機(jī)上脫落之前死亡。

生物打印技術(shù)首先在2014年底開始出現(xiàn)商業(yè)用途，從而在器官組織中形成組織和毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)，以便運(yùn)送提供生命的血液，更好地模仿活體器官。血管由三層不同的細(xì)胞類型組成，堆積約20層深或約500微米厚。首先是一層人類成纖維細(xì)胞，然后是一個(gè)250微米層的人血管平滑肌細(xì)胞，然后是薄層的人血管內(nèi)皮細(xì)胞。

對于打印血管系統(tǒng)有多薄的一些看法，請參考這張厚度為100微米的打印紙。所以，Organovo已經(jīng)打印的組織是五張紙疊放在一起的厚度。

Organovo的3D打印組織已被世界前十五家制藥公司中的11家，如默克公司、百時(shí)美施貴寶公司和日本Astellas Pharma公司使用。

默克和阿斯特拉斯在本月的麻醉學(xué)會會議上公布的數(shù)據(jù)顯示，與傳統(tǒng)藥物測試方法相比，3D打印組織更具優(yōu)越性。

該公司的技術(shù)現(xiàn)在正在小型風(fēng)險(xiǎn)資本支持的制藥公司中使用，該公司通常只能一次只處理一個(gè)或兩個(gè)藥物開發(fā)項(xiàng)目。

最近，該技術(shù)也顯示出移植醫(yī)學(xué)中使用較大治療組織的潛力。

Murphy說：“我們現(xiàn)在正在通過將肝臟補(bǔ)片直接轉(zhuǎn)移給患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)。在這方面的應(yīng)用還很早，它不是一個(gè)完整的器官，我們認(rèn)為我們還需要很長的時(shí)間去研究。”

“我們說的是如何在最短的時(shí)間內(nèi)幫助大多數(shù)人，因?yàn)槲覀兡軌虬堰@個(gè)肝臟組織放在一個(gè)盤子里，所以我們說讓我們用同樣的技術(shù)做一些東西，以植入到患者身體中。“

Organovo生產(chǎn)的一個(gè)肝臟“補(bǔ)丁”具有美元的大小和厚度，可以植入到等待肝移植的患者身體中。

Murphy說：“它可以做的是基本上服用這些患者，并攜帶它們一兩年，使它們具有更好的肝功能，并讓其成為移植橋梁。”

“我們已經(jīng)進(jìn)行了積極的動物試驗(yàn)，我們將在2020年之前將其放在患者身上。”他補(bǔ)充說。

在小鼠中，肝臟組織貼片早已被證明在移植后7天開始循環(huán)血液，并且在植入后至少28天。

治療性肝臟貼片移植物可能首先用于患有急性、慢性肝衰竭和兒科患者。Organovo打算向美國食品和藥物管理局提交一份“調(diào)查新藥申請表”用于其治療性肝組織。

根據(jù)Organology宣稱，美國治療性肝移植的市場將超過30億美元。

Organovo不是打印人體組織用于植入物和藥物測試的唯一研究機(jī)構(gòu)。

去年，圣地亞哥大學(xué)發(fā)表了一份報(bào)告，顯示它已經(jīng)成功地打印了肝組織和血管系統(tǒng)。

肝臟在身體如何代謝藥物和產(chǎn)生關(guān)鍵蛋白質(zhì)方面起著關(guān)鍵作用，這就是為什么打印的肝臟模型在實(shí)驗(yàn)室越來越多地被用作藥物篩選的平臺。

3D打印肝臟“補(bǔ)丁”可延長移植患者壽命一兩年

其他公司已經(jīng)成功地使用患者自己的細(xì)胞打印皮膚進(jìn)行嫁接。例如，MaRS Innovations與多倫多大學(xué)的創(chuàng)新合作辦公室(IPO)合作創(chuàng)建了PrintAlive生物打印機(jī)，以創(chuàng)建一種打印皮膚的機(jī)器。

哈佛大學(xué)威斯康星生物啟發(fā)工程研究所創(chuàng)建了一臺3D打印機(jī)，可同時(shí)放置四種不同類型的單元格。該研究的突破是創(chuàng)造能夠喂養(yǎng)活組織的血管的能力。