3D打印出重要結(jié)構(gòu)接近真實(shí)功能的人體腎臟

　　日前，哈佛大學(xué)材料科學(xué)家和生物工程教授詹妮弗·路易斯的實(shí)驗(yàn)室利用3D打印技術(shù)制造出人體腎臟中近端小管，這是組成腎臟基本功能單位的最重要結(jié)構(gòu)，其功能幾乎與健康腎臟中的近端小管完全一致。新人工組織可用來(lái)從體外幫助腎臟功能受損的患者，以及在藥物研發(fā)中測(cè)試新藥毒性，向獲得可移植人工腎臟邁出了重要一步。

　　研究人員一直在試圖制造人工腎臟，但20多年過(guò)去，仍無(wú)法攻克人體腎臟復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)和內(nèi)部蜂窩狀構(gòu)造帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)。近端小管是腎小管中最長(zhǎng)最粗的一段，是原尿中幾乎全部葡萄糖、氨基酸和蛋白質(zhì)以及大部分水、離子和尿素等物質(zhì)的“重吸收”場(chǎng)所。

　　全新人工近端小管組織是路易斯實(shí)驗(yàn)室利用他們?cè)缙陂_(kāi)發(fā)出的創(chuàng)新性生物打印技術(shù)制造出來(lái)的。生物打印技術(shù)利用多種不同的凝膠狀“墨水”，打印完畢后取出墨水，留下中空管道，再向空管內(nèi)加入細(xì)胞，就可發(fā)育出想要的組織。該技術(shù)可用來(lái)打印人體不同組織內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，包括維持組織活性的血管系統(tǒng)。

　　全世界罹患慢性腎病的人口高達(dá)10%，其中數(shù)百萬(wàn)患者需要靠透析維持生命，但透析機(jī)畢竟不能代替腎臟，往往讓病人非常痛苦。他們希望能通過(guò)腎臟移植解除痛苦，但因腎源短缺，每年只有1.6萬(wàn)人能有幸接受腎移植。路易斯表示，有了人造近端小管，理論上就可以合成出整個(gè)腎臟，或許再過(guò)幾年，3D打印腎臟就可供患者移植了。

　　目前，3D打印近端小管具有廣泛的醫(yī)學(xué)用途，比如，可構(gòu)造測(cè)試藥物效果的體外模型;可用來(lái)開(kāi)發(fā)幫助腎透析患者的體外裝置;另外，大約20%的藥物因?qū)δI臟具有毒性而在人體臨床試驗(yàn)中失敗，用人工腎臟組織體外檢驗(yàn)藥物毒性可避免人體臨床試驗(yàn)的巨大耗費(fèi)等。

　　一面是許許多多等待器官移植的患者身處煎熬之中，一面是捐獻(xiàn)器官的數(shù)量異常稀缺。所以人們寄希望于生物3D打印技術(shù)解決燃眉之急，盡管它也有打印精度不足、細(xì)胞粗糙等問(wèn)題，但不斷涌現(xiàn)的成果正在步步推動(dòng)這一技術(shù)前進(jìn)。最樂(lè)觀的估計(jì)，一顆可供移植的3D打印腎臟，或許用不了十年時(shí)間就能走上實(shí)際應(yīng)用之路。