自身細胞進行生物列印,或可解決器官供應問題

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 12 日 12:00 | 分類 3D列印 , 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

使用特殊 3D 列印機進行人體組織生物列印,很可能會影響器官移植、癌症治療和抗生素開發等領域,為醫學帶來改變。



接受以自體細胞培養的新膀胱移植病患中,至今只有約 10 人仍存活於世,現年 27 歲的馬賽拉(Luke Massella)就是其中之一。他有脊柱裂(spina bifida)的先天性缺陷,10 歲時膀胱出現功能失常,導致腎功能衰竭。

當時在波士頓兒童醫院(Boston Children’s Hospital)擔任外科醫師的艾塔拉(Anthony Atala),從馬賽拉身上取下一小片膀胱組織,在實驗室培養兩個多月後,長成新的膀胱。

接著艾塔拉經過長達 14 小時的手術,以實驗室培養的新膀胱,取代馬賽拉有先天性缺陷的原有膀胱。馬賽拉表示:「這很像是接受膀胱移植,不過(新膀胱)來自我自己的細胞,所以不必處理排斥問題。」

當身體的免疫系統攻擊植入體內的另一個有機體細胞時,就會發生排斥反應。利用患者自身細胞培養的組織移植,有助於抑制排斥效應。馬賽拉說:「後來我幾乎都能過著正常生活。」他 13 歲前共接受 17 次手術,不過此後再也無須如此。

艾塔拉治療馬賽拉時,使用生物列印技術,亦即利用經過改裝的 3D 噴墨列印機,製造生物組織。

艾塔拉表示,他的團隊已培養「8 種以細胞為主要來源的組織,我們用來植入患者體內」,包括經過生物工程改造的皮膚、尿道和軟骨,全都是在實驗室培養而成。

這些經過生物工程改造的器官正在進行臨床實驗,以取得美國食品暨藥物管理局(FDA)批准。

目前擔任美國威克森林再生醫學研究所(Wake Forest Institute of Regenerative Medicine)所長的艾塔拉表示:「你必須知道如何以手工方式培養這些器官,然後生物列印技術確實是提高效率的工具。」

換言之,他認為,生物列印能以成本可負擔得起、品質始終如一與精確建構的方式,產生所需的器官。他指出,「皮膚之類的平坦構造」最容易進行生物列印,接下來較複雜的是「血管和尿道之類的管狀構造」,至於「膀胱之類的非管狀中空器官」更困難。

不過最難的還是「心、肺和腎之類的實心器官」,「每公分的細胞數目高出非常多」。艾塔拉表示,對於高度複雜的器官,生物列印機所提供的精確度優於人的雙手。

美國生物列印新創公司 Biolife4d 執行長莫里斯(Steven Morris)表示,人類利用自己的細胞做器官生物列印,最終將可解決移植用器官「供應嚴重缺乏」的問題,且不再需要抗排斥的免疫抑制藥品。

瑞典生物列印新創公司 Cellink 執行長蓋登霍姆(Erik Gatenholm)指出,專業列印機甚至可複製癌症腫瘤,讓醫師有機會測試「哪種療法可專門適用於該名患者」。

美國科技巨擘惠普公司(HP)的特殊列印系統副總裁佛里斯柯普(Annette Friskopp)表示,生物列印機可為我們提供「快速安排少量體液,測試某種新抗生素是否對特定病患有效」的方法。

這或許有助於處理越來越多且嚴重的抗生素抗藥性問題,亦即傳統抗生素無法消滅的「超級細菌」越來越多。

(譯者:陳宜君;首圖來源:達志影像)

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