盘点2020年的十大生物3D打印故事：为未来的器官移植铺平道路(2)
在实验室中对迷你人类肾脏进行生物3D打印
澳大利亚默多克儿童研究所（MCRI）和生物技术公司Organovo的研究人员已经在实验室中对人体的微型肾脏进行了生物打印，从而为治疗肾衰竭和可能由实验室移植的新疗法铺平了道路。研究表明，干细胞的生物3D打印如何能够产生移植所需的足够大的肾脏组织薄片，这在一项用于从已知会导致人肾损伤的药物中筛选药物毒性的研究中也得到了验证。 MCRI教授世界人类肾脏建模专家Melissa Little于2015年首次开始种植肾脏类器官。但事实证明，这种新的生物打印方法更快，更可靠，并且可以扩大整个过程。正如2020年11月23日发表在《自然材料》杂志上的一项研究所述，使用生物打印，她现在可以在10分钟内创建约200个迷你肾脏而不会影响质量。
梅利莎·利特尔教授。图片由亚伦·弗朗西斯（Aaron Francis）提供
Organovo回归
……谈到Organovo，创始人基思·墨菲（Keith Murphy）卸任首席执行官三年后，到2020年又回到了生物打印公司。同时，墨菲继续创建了另一家创新的生物技术初创公司，称为Viscient Biosciences，但从2020年9月24日起，这位企业家返回执行董事长一职。自墨菲（Murphy）离开以来，Organovo一直在努力寻找所需资源，以推动其备受期待的3D打印人体肝脏活组织器官移植的发展。尽管2007年它成为生物打印技术背后的主要推动力之一，但公司官员于2019年8月停止了所有研发领导计划，并裁员了69％的总员工（约40个职位）以扩大其业务范围探索现有的“战略替代方案以从其技术平台和知识产权中创造价值”的现金跑道。
此后不久，在11月，该公司以150万美元的价格将其人类原发性肝和肾细胞分离业务Samsara Sciences出售给了弗吉尼亚州的LifeNet Health。现在，Organovo将尝试从其先前的领导人离开的地方继续进行，以期获得其治疗候选药物的监管批准。在接受美国外科医生学院的采访时，Atala表示他正在使用芯片上的身体结构来研究COVID-19和解毒剂的传染性以及解毒剂的毒性水平。更重要的是，这位专家说，源自细胞的3D类器官技术比培养板或动物模型中的细胞系更有帮助。该团队正在测试两种不同的解毒剂，一种用于肺，另一种用于肠道，以研究不同的药剂如何影响这些器官。
集成的组织器官打印机（ITOP）对WFIRM的组织结构进行生物打印。图片由WFIRM提供
微型机器人打印体内的健康细胞
来自中国北京清华大学的研究人员开发了一种微型生物打印平台，该平台通过内窥镜进入人体，从而在体内进行组织修复。为了测试这种新方法，研究人员通过在胃模型中对两层组织支架进行生物打印成功地修复了胃伤口。他们将明胶-海藻酸盐水凝胶与人胃上皮细胞和人胃平滑肌细胞作为生物墨水来模仿胃的解剖结构，并且经过10天的细胞培养表明，打印的细胞保持高活力和稳定的增殖，提示细胞在印刷的组织支架中具有良好的生物学功能。这项工作代表了生物印刷和临床科学领域的创新进展。根据发表在《生物制造》杂志上的研究的作者说，由于胃壁损伤是消化道的普遍问题，影响了全球12％的人口，因此新型的原位体内生物打印平台是治疗该问题的潜在有用方法。
原型机器人的特写镜头在人的胃的3D打印的模型内。图片由新地图集/清华大学提供
用于人体内部3D打印的新型Bioink
研究人员已经开发出一种特殊配方的生物墨水，旨在以微创方式在活着的患者体内生物制造3D组织工程化的支架。这项研究发表在2020年7月的《生物制造》杂志上，涵盖了Terasaki研究所，俄亥俄州立大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员之间的合作。它专注于一种全新的生物材料配方，该材料可以在体内发现的各种温度下进行3D打印，并使用体内可见光进行交联，从而使用具有临床相关尺寸和一致结构的机器人3D打印技术来构建3D组织工程支架。这项工作可以使正确的细胞和材料直接输送到手术室（OR）中的缺陷。
直接植入软组织中的晶格结构。图片由俄亥俄州立大学提供
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