首例人體細胞列印器官的臨床試驗成功了。
再生醫學製造公司3DBio Therapeutics週四宣布，一名出生時右耳發育不良的20歲女性移植了由她自己的細胞3D列印的耳朵。
專家表示，成功移植是該技術成功醫學應用的首次臨床試驗的一部分，是組織工程領域的一項驚人進步。
3DBio Therapeutics介紹，新耳朵的印刷形狀與這名女子的左耳形狀完全吻合，該公司表示，今年3月移植的新耳朵將繼續再生軟骨組織，使其看起來和感覺上都像一隻自然的耳朵。
「這絕對是件大事！」生物醫學工程卡內基梅隆大學的材料科學與工程教授亞當‧范伯格（Adam Feinberg）表示。
七年磨一劍
這位女士的重建手術結果由3DBio在新聞發布會上公布。出於對專利權的擔憂，該公司尚未公開披露這一過程的技術細節，這使得外部專家更難對其進行評估。
該公司表示，聯邦監管機構已經審查了試驗設計，並制定了嚴格的生產標準，研究完成後，資料將發表在醫學期刊上。
另外，包括11名患者在內的臨床試驗仍在進行中。
移植手術可能會失敗或帶來意想不到的併發症。但是，醫生和公司官員說，由於這些細胞來自患者自身的組織，新耳朵不太可能被身體排斥。
3DBio公司經過七年的努力取得了成功，這是最近在尋求改進器官和組織移植方面取得的幾項突破之一。
公司之前已經使用3D列印技術生產定制的義肢由塑膠和輕金屬製成，但是，這個案例中的耳朵是從該女士畸形耳朵中提取的一小團細胞製成的，它是第一個已知的由活體組織製成的3D列印器官的例子。
整個列印和移植的過程分為五個步驟。
首先是外科醫生從這位婦女的小耳畸形殘留物中取出半克軟骨，然後，他把這個東西，連同她健康耳朵的3D掃描圖，從聖安東尼奧寄到了皇后區長島市的3DBio大樓。
第二步，在3DBio大樓中，患者的軟骨細胞被從組織樣本中分離出來，在專有的營養液中生長，增殖成數十億個細胞。
第三步，將活細胞與該公司的基於膠原蛋白的生物墨水混合，「就像把巧克力碎片混合到曲奇麵團霜淇淋中一樣」，3DBio的首席科學長Nathaniel Bachrach說。
第四步，膠原蛋白透過注射器插入專用的3D生物印表機，這種印表機從噴嘴中以穩定的細流噴出膠原蛋白，快速旋轉，形成病人健康耳朵的鏡像複製品，整個列印過程只持續了不到10分鐘。
第五步，列印出來的耳朵形狀隨後被包裹在一個可生物降解的保護殼中，並在冷藏庫中連夜運送給主刀醫生，然後他將耳朵植入病人的皮下，就在她的下頜骨上方。
外部醫生主刀，將來還能列印其他器官
患者來自墨西哥，先天性小耳畸形，這是一種罕見的先天缺陷，導致耳廓或耳朵外部小而畸形（它也可能影響耳朵的聽力）。
將耳朵列印出來之後，還需要進行移植手術，手術由一名公司外部的醫生進行。
「這太令人興奮了，有時候我不得不稍微調整一下自己，」Arturo Bonilla醫生說，他是聖安東尼奧的一名兒科耳再造外科醫生，為這名婦女進行了植入手術。該試驗由3DBio治療公司資助，但博尼拉博士在該公司沒有任何財務股份。
公司高管說，隨著更多的研究，這項技術可以用於製造許多其他替代身體部位，包括椎間盤、鼻子、膝半月板和乳房腫瘤切除術後的重建組織。
他們說，在未來，3D列印甚至可以產生更複雜的重要器官，如肝臟、腎臟和胰腺。
西奈山伊坎醫學院（Mount Sinai’s Icahn School of Medicine）脊柱生物工程實驗室的負責人James Iatridis說，其他印刷組織植入物也在研發中，但他不知道還有其他產品正在進行臨床試驗。
「這種3D耳朵是一種概念驗證，可以用來評估活人的生物相容性、形狀匹配和形狀保持能力，」Iatridis博士說。
儘管如此，耳朵的外部部分是一個相對簡單的附屬物，與其說是功能性的，不如說是外觀性的。
卡內基美隆大學的范伯格博士提醒說，通往實體器官（如肝臟、腎臟、心臟和肺）的道路仍然很漫長。
他說：「從一隻耳朵到一個脊椎間盤是一個相當大的跳躍，但是如果你缺一隻耳朵，這就更現實了。」
採用基於膠原蛋白的「生物墨水」
3D列印製造過程創建一個實體，從數位模型的三維物件。這項技術通常涉及一個電腦控制的印表機沉積在薄層材料，以創建物件的精確形狀。
高級主管們說，3DBio治療公司的這種新型耳朵植入物集成了幾種專有技術，首先是一種將患者細胞的小樣本複製數十億的方法。
該公司的3D印表機使用了一種基於膠原蛋白的「生物墨水」，這種墨水在人體內是安全的，並能保持所有材料無菌。
所有的研究和生產都在同一個地方進行，在皇后區一個新的、不起眼的磚砌建築裡，配備了衛生的「實驗室」，工作人員戴著面具，身穿全套工作服、手套和靴子。
到目前為止，這個臨床試驗一共包括11名志願者，年齡從6歲到25歲，他們將被跟蹤五年，以評估長期的安全性和美學效果。
資料來源：
- Doctors Transplant Ear of Human Cells, Made by 3-D Printer
- Transplantation of a human liver following 3 days of ex situ normothermic preservation
- 3D Bioprinting of Engineered Tissue Flaps with Hierarchical Vessel Networks （VesselNet） for Direct Host-To-Implant Perfusion
加入電腦王Facebook粉絲團