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去年，新耕植報(bào)道了一項(xiàng)利用3D打印技術(shù)制造出人類心臟的新聞。好多移友在文章底部留言表示什么時(shí)候能夠3D打印腎臟，期待3D打印技術(shù)早日應(yīng)用臨床...

時(shí)隔1年，3D打印腎臟真的來(lái)了！

澳大利亞的默克多兒童研究所（Murdoch Children's Research Institute , MCRI）聯(lián)合生物技術(shù)公司Organovo成功的在實(shí)驗(yàn)室中利用最先進(jìn)的生物技術(shù)，3D打印出了迷你人體腎臟。這些迷你腎臟和人體正常腎臟幾乎一樣，擁有腎單位和濾過(guò)功能。

相關(guān)的論文《Cellular extrusion bioprinting improves kidney organoid reproducibility and conformation》也于11月23日發(fā)表在了頂級(jí)期刊《Nature Materials》（《自然·材料》）上。

什么是3D打?。?/p>

3D打印是上世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的一門(mén)新興技術(shù)。我們身邊常見(jiàn)的噴墨打印機(jī)，是將墨水一行行在紙上生成文字或者圖像。

3D打印則是噴墨打印的“升級(jí)版”，在普通的平面上再增加一個(gè)高度，在立體的空間上用塑料、金屬、陶瓷甚至食物作為原材料一層層的打印物品。

3D打印比傳統(tǒng)的模式更加快速、便宜以及個(gè)性化。

腎臟也可以“打印”嗎？

當(dāng)然可以。

目前，3D打印不僅應(yīng)用在服裝、建筑、汽車等領(lǐng)域。在醫(yī)療行業(yè)中也越來(lái)越廣泛，通過(guò)打印牙齒、假肢、軟骨、耳鼓、皮膚等等來(lái)幫助各類患者。

早在2015年Organovo公司就公布了世界上首個(gè)3D生物打印的全細(xì)胞腎組織數(shù)據(jù)。

5年后，在與默克多兒童研究所合作的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)利用了人體的多能干細(xì)胞作為原料成功打印了完整的迷你腎臟。

多能干細(xì)胞是人體內(nèi)一種神奇的細(xì)胞，它能夠自我更新、自我復(fù)制并且分化成體內(nèi)所有的細(xì)胞，經(jīng)常用于器官再生、修復(fù)和疾病治療中。

將干細(xì)胞糊制成的“生物墨水”通過(guò)計(jì)算機(jī)引導(dǎo)的移液器擠在盤(pán)子中，像擠牙膏一樣從管子中擠出來(lái)，慢慢打造成腎臟的樣子。

與2015年相比，目前的生物打印技術(shù)更可靠、更迅速，可以在10分鐘內(nèi)打印完成200個(gè)左右的迷你腎臟，且質(zhì)量完好。無(wú)論是小到米?；虼蟮街讣咨w的血管或結(jié)構(gòu)，迷你腎臟都和正常的腎臟一模一樣，并且它也同樣具有腎臟的濾過(guò)作用。

3D打印腎臟有什么用？

全球約有10%的人罹患腎臟病，也許有一天我們可以使用3D打印腎臟應(yīng)用于腎臟移植，解決緊張的腎源缺口。

我們也可以將3D打印腎臟用于醫(yī)學(xué)研究，更好的了解疾病、模擬和發(fā)現(xiàn)更好的治療方案。

或許，3D腎臟也可以幫助移友更直觀的了解疾病。

本次的研究團(tuán)隊(duì)將這些迷你腎臟用于篩選藥物腎毒性，找到可能會(huì)引起腎臟損害的藥物，如氨基糖苷類藥物（一種通常會(huì)損害腎臟的抗生素）。

研究團(tuán)隊(duì)中的Little 教授表示：“通過(guò)氨基糖苷類藥物，我們已經(jīng)成功的驗(yàn)證了其會(huì)導(dǎo)致腎臟中某些特定類型的細(xì)胞死亡?！?/p>

“過(guò)去用干細(xì)胞培植的人造腎臟組織中所含的腎單位數(shù)量過(guò)少，因此無(wú)法用于腎器官移植，而這種生物3D打印技術(shù)細(xì)胞復(fù)制精度高，提高了打印組織中的腎單位數(shù)量，將有望推動(dòng)生物打印腎臟用于人體器官移植的相關(guān)研究。未來(lái)，我們可以將患有遺傳性腎臟疾病的患者中提取他們的干細(xì)胞，然后3D打印成迷你腎臟，為患者制定個(gè)性化的治療?！?/p>

參考資料：

1.Researchers use cutting edge technology to bioprint mini-kidneys

2.Lawlor, K.T., Vanslambrouck, J.M., Higgins, J.W. et al. Cellular extrusion bioprinting improves kidney organoid reproducibility and conformation. Nat. Mater.(2020).