【醫(yī)療問答】用3D打印制造器官后，如何讓它們“活”起來？

策劃：中華醫(yī)學(xué)會

審核：馮秀龍 中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 副教授

李曉倩 中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 副研究員

3D打印制造器官的關(guān)鍵不在于形狀，而在于功能。制造出一個(gè)逼真的器官外形并不困難，但要讓它“活”起來，需要解決多個(gè)科學(xué)難題。

首先，器官需要用“活”的材料來打印，這就是“生物墨水”（包含活細(xì)胞的物質(zhì)）。這些細(xì)胞通常取自患者自身，以減少免疫排斥反應(yīng)。例如，科學(xué)家可以用患者的皮膚細(xì)胞“重編程”成干細(xì)胞，再讓這些干細(xì)胞分化成目標(biāo)器官所需的細(xì)胞類型，比如肝細(xì)胞或心肌細(xì)胞。

其次，人體器官具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，不僅包含細(xì)胞，還必須具備血管網(wǎng)絡(luò)。沒有血管，器官就無法獲得氧氣和營養(yǎng)，細(xì)胞也會很快死亡。目前的技術(shù)可以使用3D打印來制作微型血管，再通過生物工程的方法連接這些血管，使器官具備基本的供血能力。

最后，打印好的器官通常需要在“生物反應(yīng)器”中培養(yǎng)。這種設(shè)備模仿人體內(nèi)部環(huán)境，提供適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度和營養(yǎng)物質(zhì)，讓細(xì)胞逐漸發(fā)育并形成功能完整的組織。例如，用3D打印生成的迷你肝臟已經(jīng)能夠完成簡單的解毒和代謝任務(wù)，盡管還不夠強(qiáng)大，但已經(jīng)是醫(yī)學(xué)上的巨大進(jìn)步。

未來，科學(xué)家希望通過更加精確的打印技術(shù)和生物學(xué)研究，最終讓打印器官擁有與天然器官完全一樣的功能。這將為器官移植患者提供革命性的解決方案，甚至徹底解決供體器官短缺的問題。