美國計劃用免疫匹配細胞3D生物打印肝臟、心臟和腎臟

卡耐基梅隆大學領導的團隊正在研發可用于移植的功能性3D生物打印肝臟。該項目有望在五年內制成可用于臨床前測試的成人尺寸生物工程肝臟。

在美國，利用3D打印制造移植用人體器官的夢想正加速照進現實。卡耐基梅隆大學科研團隊通過最新的"肝臟免疫活性容積工程"項目，開發可用于移植的功能性3D生物打印肝臟。該項目計劃以28.5億美元經費支持，開發治療急性肝衰竭的生物工程組織，通過打造"臨時肝臟"為患者自體器官修復爭取時間，從而避免完全移植。該技術未來還將拓展至心臟、胰腺等多種器官制造領域。

該團隊預計，五年內有望制成可用于臨床前測試的成人尺寸生物工程肝臟。美國卡耐基梅隆大學領導的一個團隊正在研發可用于移植的功能性3D生物打印肝臟。"肝臟免疫活性容積工程"項目旨在通過開發生物工程組織治療急性肝衰竭，解決捐贈器官短缺問題。具體而言，該項目試圖開發一種臨時肝臟，為患者自身器官的修復贏得時間，最終無需進行完全移植。1月12日，卡耐基梅隆大學宣布已獲得美國衛生高級研究計劃局提供的28.5億美元經費。

為實現這一目標，項目團隊匯集了肝臟干細胞和生物制造領域的專家，以及移植和再生醫學領域的專家。該項目專門針對急性肝衰竭患者。對于這些患者來說，時間就是生命。人體內，肝臟是唯一能夠完全再生的器官，但它需要時間才能修復。通常，在肝臟開始修復之前，患者就等不及了。卡耐基梅隆大學生物醫學工程教授兼該項目首席研究員亞當?范伯格解釋道："我們的目標是制造一塊可以替代移植的肝組織。我們正在創造的肝臟可以維持約二至四周。"

這一個月的時間將讓患者自身的肝臟得以重啟。如果成功，患者可以保留自己原來的器官，而寶貴的捐贈肝臟（目前是稀缺的有限資源）就可以用于其他人。要制造功能性器官，不能使用塑料或金屬材料。肝臟免疫活性容積工程項目團隊正在使用FRESH 3D生物打印技術，這是一種專利技術，使研究人員能夠將膠原蛋白和人類干細胞等柔軟脆弱的生物材料打印成復雜結構。

然而，移植的最大障礙不是手術，而是免疫系統。通常情況下，患者的身體會將打印器官視為入侵者并攻擊它。這就要求患者終身服用有毒的免疫抑制藥物。該項目通過使用低免疫原性細胞來規避這個問題。這些是經過基因工程改造的"通用型供體"細胞，可以躲過人類免疫系統的識別。值得注意的是，這些免疫兼容的肝臟無需服用抗排斥藥物，而這些藥物往往對患者殘留的肝臟和腎臟組織有毒害作用。范伯格說："我們將使用低免疫原性細胞，這些細胞被改造成通用型供體，因此任何人都可以擁有我們構建的細胞和組織，而無需服用免疫抑制劑。"

雖然由于其再生特性，肝臟是第一個目標，但該項目的藍圖不止于此。該團隊包括來自華盛頓大學、梅奧診所和匹茲堡大學的專家，他們認為這是醫療保健未來的藍圖。最終，該技術將應用于心臟、胰腺和其他器官的生物工程制造。在五年內，目標是讓一個成人尺寸的肝臟準備好進行臨床前測試。如果該平臺有效，它可以用來為患有先天性缺陷的嬰兒打印心臟組織，為糖尿病患者打印產生胰島素的細胞，甚至還可以打印腎臟。肝臟免疫活性容積工程項目是解決器官短缺和推進危及生命疾病的生物工程解決方案的更廣泛努力的一部分。

目前美國有超過10萬人在等待移植名單上，這項技術可以為那些無法再生自身組織的人騰出可用的捐贈器官。

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