生物实验技术

英国研究人员最近首次用3D打印机打印出人体胚胎干细胞。而且实验证明，这些干细胞仍保持着人体胚胎干细胞的正常分化能力。参与实验的研究人员相信，随着这种技术进一步发展，未来也许等待器官捐献的患者，只要用自己的细胞就能打印出一个新的器官用于移植，省去了排队，更避免了排异。


　　从工业零件到面包巧克力，从汽车房子到机器人，3D打印机已经打印出了越来越多让人们惊讶的“产品”，如今，它在生物医疗领域也取得了重大突破，不禁让人们感叹：3D打印机，神了。


　　3D打印机到底有多神？3D打印机打印出的细胞何时能用于医疗？本报记者就此采访了浙江大学医学院组织工程学教授、干细胞和再生医学交叉学科博士生导师欧阳宏伟。欧阳宏伟说，在生物医学领域，3D组织打印技术其实就是一种计算机软件控制的细胞和材料组装技术，和传统组装构建技术一样，3D打印出的细胞和器官同样面临细胞安全性的风险。而且，目前的3D打印技术还不能打印出结构和功能达到临床要求细胞或器官，相应的行业标准和临床应用法规也还没有出台，从实验到临床，3D打印还有很长的路要走。


　　“3D打印是一种组装技术，本身没有额外的生物学风险，”欧阳宏伟说，“但必须控制好在操作过程中的细菌、毒物污染及细胞死亡等问题。”


　　这一点，此次成功打印出人体胚胎干细胞的英国爱丁堡大学等机构的研究人员做到了。


　　他们为胚胎干细胞3D打印机配备了两个“生物墨盒”，一个装着浸在细胞培养基中的人体胚胎干细胞，另一个只有培养基。胚胎干细胞通过计算机控制的阀门以高精度喷洒在培养皿中，两种“墨水”交替喷洒，使干细胞在培养皿的小凹孔中形成大小、形状最为合适的小块，以保证其最佳分化能力。


　　实验证明，超过95％的干细胞在被“打印”出24小时后仍然存活，说明打印过程并未“杀死”这些细胞；超过89％的干细胞在3天后仍具有多能性，能够分化出多种细胞组织。


　　据报道，研究人员已经用3D打印的干细胞制造出骨髓和皮肤。他们认为，最终能借助这种方法制造器官，从而实现用患者自己的细胞制造3D器官用于医疗移植。


　　对此，欧阳宏伟教授表示认同。他说，3D打印机技术，可以精确控制细胞在材料中的分布以及细胞与材料组装起来的结构，就如控制石子在水泥中的分布图以及石子水泥形成的结构物。干细胞的成功打印，意味着未来可以用细胞和材料组装出更符合人体组织构成的器官，实现病损器官的修复再生。


　　不过，他认为，我们距离这一天还需要走很长的路。除了目前3D组织打印技术还不够成熟，缺乏相关行业标准和法规外，3D打印机打印出的细胞或器官，也并非完美。


　　“无论是3D打印还是传统组装构建技术得来的器官，都会面临是否有成瘤，是否排斥，是否无菌无致热原等细胞安全性问题。”欧阳宏伟说。