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科學家使用3D打印技術(shù)開發(fā)人工腎臟

由于捐獻器官的數(shù)量非常有限,所以目前全世界仍有許多需要器官移植的患者在煎熬中等待著。雖然目前正在快速發(fā)展的生物3D打印技術(shù)有望在不遠的未來解決這個問題,但3D打印的器官(比如腎臟)仍需數(shù)年時間才能真正實際應(yīng)用。為此,范德比爾特大學William Fissel教授和他的團隊正在借助3D打印開發(fā)一種更加實際的替代解決方案 — 生物混合型可移植器官。


    目前,團隊正在研發(fā)的該類型器官是迷你腎臟。它本質(zhì)上一種透析設(shè)備,僅有易拉罐大小,由外殼、微芯片控制的過濾器,以及活體腎臟細胞組成,能模擬腎臟功能,從人體中移除足夠的代謝廢物、水和無機鹽,起到一種“體內(nèi)透析”的作用。

    這些腎臟細胞將由被植入者本身提供生存所需的能量和營養(yǎng)物質(zhì),而之所以采用以硅納米技術(shù)為核心的微芯片是因為它們成本低廉又不失精確,非常適合制造過濾器。最終的成品將含有15個這樣的微芯片。


    除了這種微芯片過濾器,這種迷你腎臟還有一個亮點,就是驅(qū)動能源并非電池,而是植入者的自然血壓 — 它將推動血液進入其中的過濾器。而血液之所以不會出現(xiàn)凝結(jié)很大程度上是因為裝置中含有優(yōu)化的定制化通道結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)是使用數(shù)字3D模型創(chuàng)建,再經(jīng)過3D打印的原型測試后才最終定型的。

     目前,這種迷你腎臟所需的腎臟細胞在實驗室中生長得很好,已經(jīng)生成了細胞膜。這種結(jié)構(gòu)將重吸收血液中的營養(yǎng)物質(zhì),同時攔截廢棄物,最后形成尿液。事實上,這一研究項目早在2003年就啟動了。當時它得到了美國國家衛(wèi)生研究院(NIH)的資金支持?,F(xiàn)在,由于有了更新的進展,項目又得到了該機構(gòu)提供的4年600萬美元的新一輪撥款。根據(jù)研究團隊的消息,首批臨床試驗有望在2017年底開始。

來源:3d打印網(wǎng)

編輯:董強

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