美国计划用免疫匹配细胞3D生物打印肝脏、心脏和肾脏

卡耐基梅隆大学领导的团队正在研发可用于移植的功能性3D生物打印肝脏。该项目有望在五年内制成可用于临床前测试的成人尺寸生物工程肝脏。

在美国，利用3D打印制造移植用人体器官的梦想正加速照进现实。卡耐基梅隆大学科研团队通过最新的"肝脏免疫活性容积工程"项目，开发可用于移植的功能性3D生物打印肝脏。该项目计划以28.5亿美元经费支持，开发治疗急性肝衰竭的生物工程组织，通过打造"临时肝脏"为患者自体器官修复争取时间，从而避免完全移植。该技术未来还将拓展至心脏、胰腺等多种器官制造领域。

该团队预计，五年内有望制成可用于临床前测试的成人尺寸生物工程肝脏。美国卡耐基梅隆大学领导的一个团队正在研发可用于移植的功能性3D生物打印肝脏。"肝脏免疫活性容积工程"项目旨在通过开发生物工程组织治疗急性肝衰竭，解决捐赠器官短缺问题。具体而言，该项目试图开发一种临时肝脏，为患者自身器官的修复赢得时间，最终无需进行完全移植。1月12日，卡耐基梅隆大学宣布已获得美国卫生高级研究计划局提供的28.5亿美元经费。

为实现这一目标，项目团队汇集了肝脏干细胞和生物制造领域的专家，以及移植和再生医学领域的专家。该项目专门针对急性肝衰竭患者。对于这些患者来说，时间就是生命。人体内，肝脏是唯一能够完全再生的器官，但它需要时间才能修复。通常，在肝脏开始修复之前，患者就等不及了。卡耐基梅隆大学生物医学工程教授兼该项目首席研究员亚当•范伯格解释道："我们的目标是制造一块可以替代移植的肝组织。我们正在创造的肝脏可以维持约二至四周。"

这一个月的时间将让患者自身的肝脏得以重启。如果成功，患者可以保留自己原来的器官，而宝贵的捐赠肝脏（目前是稀缺的有限资源）就可以用于其他人。要制造功能性器官，不能使用塑料或金属材料。肝脏免疫活性容积工程项目团队正在使用FRESH 3D生物打印技术，这是一种专利技术，使研究人员能够将胶原蛋白和人类干细胞等柔软脆弱的生物材料打印成复杂结构。

然而，移植的最大障碍不是手术，而是免疫系统。通常情况下，患者的身体会将打印器官视为入侵者并攻击它。这就要求患者终身服用有毒的免疫抑制药物。该项目通过使用低免疫原性细胞来规避这个问题。这些是经过基因工程改造的"通用型供体"细胞，可以躲过人类免疫系统的识别。值得注意的是，这些免疫兼容的肝脏无需服用抗排斥药物，而这些药物往往对患者残留的肝脏和肾脏组织有毒害作用。范伯格说："我们将使用低免疫原性细胞，这些细胞被改造成通用型供体，因此任何人都可以拥有我们构建的细胞和组织，而无需服用免疫抑制剂。"

虽然由于其再生特性，肝脏是第一个目标，但该项目的蓝图不止于此。该团队包括来自华盛顿大学、梅奥诊所和匹兹堡大学的专家，他们认为这是医疗保健未来的蓝图。最终，该技术将应用于心脏、胰腺和其他器官的生物工程制造。在五年内，目标是让一个成人尺寸的肝脏准备好进行临床前测试。如果该平台有效，它可以用来为患有先天性缺陷的婴儿打印心脏组织，为糖尿病患者打印产生胰岛素的细胞，甚至还可以打印肾脏。肝脏免疫活性容积工程项目是解决器官短缺和推进危及生命疾病的生物工程解决方案的更广泛努力的一部分。

目前美国有超过10万人在等待移植名单上，这项技术可以为那些无法再生自身组织的人腾出可用的捐赠器官。

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