科学家设法使细胞在工程组织里存活

科学家花了很长一段时间研究如何用3D打印机打印细胞和血管，他们尝试着将人工细胞一层层垒起来建立组织。但那些在人造结构上的细胞常在组织成型前就夭折了。尽管如此，这项通过3D打印机把糖作为建筑材料的技术，总有一天会被用于器官移植。《自然?材料》（Nature Materials）杂志报道了这项研究。

克里斯多夫.陈（Christopher Chen）博士是实验室里的首席科学家。该实验室的科学家之一，来自宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的乔丹?米勒（Jordan Miller）博士说：“要建造大型的人造组织，最大的挑战是如何保持那些工程组织里细胞的活性，因为当你将很多细胞放在一起时，它们只能从邻近的细胞吸收营养和氧气，很容易窒息而死，而人体的心血管系统（即血管）借助于天然的细胞和组织解决了这一问题。为了攻克这个难关，一批来自宾夕法尼亚大学以及麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）的科学家，决定建造一个人工血管系统——为人造血管提供场所。

糖的使用

来自MIT的撒吉塔?巴蒂亚（Sangeeta Bhatia）教授是米勒的同事，他说这种技术好比先用蜡塑造出花瓶的形状，然后用融化的金属包裹并融化蜡这些。不过在实验室里，科学家用糖替代了蜡。巴蒂亚教授说：“到目前为止，制造足够大的器官还是很困难的。这限制了人造器官的功效。如果植入组织的厚度超过了一毫米而其中又没有血管，我们就不能够保证它能正常工作。为此，我们用糖打印出一个可以使血管按照理想的方向生长的网络，最终它们会生长成组织里的管道系统。”

制造人工血管

糖是一种十分好的材料，因为它可以在组织生成时溶解。然后研究者在这个糖框架上裹一层细胞，当组织被植入后，里面的血管将为它提供养料。最终，一旦血管和组织成型，他们就用水将糖支架溶解掉。”

尽管研究还没有进展到植入阶段，但研究者希望建立更厚的组织，它可以从血管网络获取养料。如果他们成功了，这将使制造完整器官成为可能。

“我们已经展示出，3D打印机可以为任意形状的组织打印出任意一种管道网络（例如血管网络），然后裹上细胞，创造出你想要的器官。”巴蒂亚教授说到，“我们尝试着创造一个肝脏，所以我们把肝细胞裹在糖支架上。用同样的方法，我们也能制造其它组织。”

激动人心的发现

伦敦大学（University College London）的外科科学家马丁?伯查尔（Martin Birchall）教授指出，这项研究解答了“许多组织工程的基本问题”。

他说：“3D打印的创意已经被提出来很多年了，同时打印出实际的事物无疑是可能的。你可以使用生物材料、细胞或者将两者结合，并且科学家已经找出这项研究的关键之处在于血管的分布——我们需要确保有足够的营养能够到达，废物能够被排出，否则血管会堵塞。而如果你准备建造像肾脏一样的东西，你将会需要它们。”

他还补充到：“我十分着迷于这种创意，它们的确是临床还未做到的，下一步我们将在动物身上做实验。尽管如此，这还是十分令人激动的。”