(来源:医学界)
转自:医学界
太空生物打印首次实现肝肾组织制造,标志着再生医学和未来医疗制造迈出新一步。
撰文丨“械创新”编辑部
如果有一天,等待器官移植的患者不再需要漫长等待,而是像下订单一样获得“定制器官”,这样的场景会不会成为现实?
听起来有些科幻,但科学家正在朝这个方向迈进。
7月9日,美国生物技术公司Auxilium Biotechnologies宣布,其自主研发的AMP-1轨道生物打印机在国际空间站成功打印出肾脏组织、肝脏组织以及软骨组织。这也是人类首次在太空完成肾脏和肝脏组织的生物打印。
更值得关注的是,在同一次任务中,研究团队还制造了28个神经修复植入物。这意味着,轨道上的“生物工厂”已经不仅仅停留在实验概念阶段,而开始展现出实际制造能力。
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两者均在国际空间站的微重力环境下制造
6月17日,搭载这些生物样本的SpaceX飞船返回地球。这次任务最大的突破,并不是简单地把打印机搬到太空,而是首次证明:在微重力环境下,可以利用同一套自动化平台制造多种不同类型的生物组织。
对于再生医学领域来说,这是一个重要信号。
为什么器官要在太空打印?
很多人看到这条新闻的第一反应可能是:地球上不能打印吗?
事实上,生物打印最大的挑战从来不是“打印”,而是如何让组织保持完整结构。普通3D打印的是塑料、金属或树脂,而生物打印的是活细胞。当组织变得越来越复杂时,地球重力会带来一个难题——组织容易塌陷、变形,细胞分布也难以保持均匀。
这也是为什么科学家一直难以制造出真正接近人体器官的复杂组织。
而在国际空间站的微重力环境中,这个问题得到明显改善。由于几乎没有重力影响,细胞可以更加均匀地分布在三维结构中,不容易因为自身重量而坍塌。对于肝脏、肾脏这类拥有复杂内部结构的组织来说,这种环境天然具备优势。
参与此次项目的维克森林再生医学研究所(WFIRM)表示,实验结果显示,打印组织中的细胞分布更加均匀,这为未来制造更复杂的人体组织提供了新的可能。
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从打印组织到打印器官,还有多远?
虽然“太空打印器官”听起来令人兴奋,但距离真正用于人体移植,还有很长的路要走。
此次打印出来的仍然属于组织工程产品,而非具备完整功能的人体器官。
不过,这项技术已经展现出另一项更现实的价值——类器官制造。
类器官被称为“微型器官”,能够模拟人体器官的部分结构和功能。近年来,药企和科研机构越来越多地利用类器官进行药物筛选、疾病研究以及个体化治疗评估。
相比传统动物实验,类器官能够更真实地反映人体反应,因此受到FDA和美国国立卫生研究院(NIH)的重点关注。
目前,大多数类器官仍需在地球制造后送往太空开展研究。如果未来能够直接在轨道上按需生产,研究人员将不再受制于地面供应链和发射窗口限制,药物研发和疾病模型研究的效率有望进一步提升。
太空会成为下一个医疗制造中心吗?
在很多人的印象里,国际空间站更多承担科研任务。但随着商业航天快速发展,越来越多企业开始把目光投向“轨道制造”。
Auxilium已经表示,正在与新一代商业空间站开发商展开合作,希望未来在近地轨道建立常态化生产能力。
更长远来看,这项技术甚至可能服务于长期载人航天任务。
如果未来人类长期驻留月球或执行深空探测任务,许多医疗物资无法依赖地球实时补给。届时,宇航员或许只需要更换不同的生物墨盒,就能按需打印组织修复材料、植入物,甚至个性化医疗器械。
从这个角度看,此次在国际空间站打印出的肝脏和肾脏组织,也许不仅仅是一项实验成果。
它更像是一张通往未来医疗制造的新船票。
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