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<p>哥伦比亚,莫 - 你的心脏正在批判性地失败移植会挽救你的生命,但是等待名单很长并且可能性很大,所以相反,医生会提取你的一些骨髓,心脏和肌肉细胞,回到他们的实验室......用新鲜成长的心脏返回四到六周工程身体部位 - 基因相容且可按需提供的组织和整个器官 - 听起来像科幻小说但是全世界医疗中心的研究人员正努力使其成为现实少数患有脊柱裂的儿童接受了新的膀胱更换血管正在接受透析患者测试研究人员已经重新制造了一只殴打的大鼠心脏实验室中种植的替换部件可能为满足器官移植需求的未满足提供了最好的希望美国有超过95,000人在等待移植等候平均每人在90分钟内等待一人死亡器官器官移植的其他替代品已被证明是难以捉摸的动物移植,例如,面临严重的排斥或病毒感染风险和机械器官,如心脏泵,只是暂时的解决方案“如果我们想永远生活,我们需要“做得更好,”密苏里大学哥伦比亚分校的Gabor Forgacs说,他是匈牙利出生的生物物理学家,负责指导该大学的生物打印计划</p><p>在他的地下室实验室里,他正在使用一台闪闪发光的金属机器,一台电脑打印机的远房表兄弟</p><p>建造活血管他已经成功地制造了真正的静脉和动脉分支的血管</p><p>他希望制造可用于外科手术的替代血管,然后制造具有功能齐全的血液系统的人体组织,可用于测试新药最终,他想在他的实验室里建造替代器官“这是每个人的梦想”,Forgacs说,组织工程,就像Forgacs的领域一样,仍然是ver美国国家科学基金会表示,即便如此,它已经吸引了超过350亿美元的研究投资,几乎全部来自私营部门因为它依赖于患者的细胞,组织工程避免了围绕胚胎干细胞的伦理争议</p><p>和治疗性克隆在实验室中培养人体细胞和创造与活组织相容的人造材料的最新进展为构建器官开辟了新的可能性但是就像任何婴儿一样,组织工程需要一些早期的翻滚投资者开始向研究和开发注入资金20世纪90年代但是科学还没有取得足够的进展一些先锋组织工程公司寻求破产保护“我认为它在20世纪90年代被大肆炒作,”乔治亚理工学院Parker H Petit生物工程和生物科学研究所所长Robert Nerem说</p><p> “时间表不切实际;公司依赖短时间内的投资者“第一波组织工程确实产生了一些有用的产品,例如用于治疗糖尿病皮肤溃疡的人造皮肤移植物但科学家们正在讨论的许多令人敬畏的突破仍然很多几年之后,Nerem警告说“组织工程的真正潜力是至关重要的器官,但我们还有一段距离,即使有一些令人兴奋的事情要做,”Nerem表示,骨科,肌腱等骨科手术的更换零件和韧带,可能距手术室10年,Nerem说器官将需要更长的时间可用的一个工程器官,但是维克森林大学的膀胱安东尼阿塔拉成功地在儿童中植入新的膀胱,他们正在对成年人进行测试这是Atala 18年前开始的一个项目“研究确实进展缓慢,”他说“你只能这么快地推动技术”但是ala,一位儿科泌尿外科医生,有很强的动机进行他的研究他的年轻患者中有脊柱裂的孩子,其膀胱出现故障,使他们有肾衰竭的风险,Atala将进行手术以用碎片替换他们的器官他们的肠道用肠道组织代替膀胱可导致长期并发症,从代谢问题到感染和癌症风险增加“这里我们将这些东西放入预期寿命为70岁的婴儿中,”Atala说 Atala面临的第一个障碍就是在实验室中让膀胱细胞生长“他们被认为是在体外无法生长的类型我们不得不经历几年,最后我们在经过多次试验和错误后取得了成功”下一步是创造一个“支架”,当细胞长成膀胱形状时,它们会保持细胞Atala设计出一种由胶原蛋白制成的可生物降解的支架,这种蛋白质为皮肤提供结构为了制造新的膀胱,Atala将患者的细胞植入膀胱形支架大约七周后,细胞已经长大,覆盖了结构,新的膀胱被植入患者的身体采用了新的器官,分泌出血管来滋养它</p><p>2006年,Atala公布了前七个结果儿童接受工程化膀胱测试表明,他们的新器官和肠道塑造的膀胱一样,但没有并发症总部位于宾夕法尼亚州的公司Tengion Inc,希望Atala的发现商业化,称之为Neo-Bladder该公司正在寻求儿童和成人的临床试验,因为它寻求食品和药物管理局的批准同时,Atala和他的团队由50多名研究人员正在努力创建一个完整的目录身体部位_心脏瓣膜,血管,肝脏,心脏,胰腺,甚至是癌症患者的子宫和阴道“有一个明确的学习曲线,但我们正在加速这个过程的所有器官,”他说,“很多策略是相同的,但你必须调整它“可能需要数年时间才能确定工程器官的效果如何,Atala说他在发表他的研究之前跟踪他的每个膀胱患者四年或更长时间他的肝脏工作一个子宫已经持续了10年“这是你慢慢小心翼翼地做的事情,”阿塔拉说:“我们问酸问题:你会把它放在你所爱的人,你的孩子或配偶身上吗</p><p>”多丽丝泰勒和她的家伙明尼苏达大学的一些同事表示,他们很幸运能够像他们一样干细胞研究员泰勒那样快速地获得工程心脏跳动</p><p>四年前她和她的一位同事回忆起一次机会走廊谈话“细胞疗法是我们的​​面包和黄油但是让(病人)成为一颗新心并不是很酷吗</p><p>“泰勒建议说”这是其中一个很有意义的想法“她的研究团队的一名成员提出了一种可以泵送的清洁剂解决方案从老鼠那里洗去细胞洗去细胞剩下的就是心脏半透明结缔组织的天然支架“我们有一种具有心脏几何和结构的东西,”她说“我很清楚,我们可能无法”在我的一生中已经建立起来了“来自新生大鼠的心脏细胞在实验室中培养并注入到支架壁上</p><p>细胞保持活力,大约一周后,新改造的心脏开始击败”我可以不要告诉你它多么令人兴奋,“泰勒说:”这是令人兴奋的事情</p><p>这是令人兴奋的生活中的一个尤里卡时刻“如果这种技术可以适应人类的心脏,它将消除许多心脏移植的问题,泰勒说,因为患者的细胞会被使用,所以不会有排斥问题</p><p>供体心脏必须在4小时内移植</p><p>但如果供体心脏仅用作支架,它可以从已经使用的身体中取出死了一天或更久泰勒认为她已经解决了如何为复杂器官建造支架的问题同样的方法可以用于生长肾脏,肝脏,肺部或胰腺,她说Forgacs试图在不使用支架的情况下设计组织“这对于为每种细胞类型或多种细胞类型找到合适的支架是一个巨大的挑战,“他说,相反,Forgacs正在使用他的机器”打印“血管形状的细胞Forgacs加载两个头他的生物打印机有10,000个或更多细胞的微小球体另一个打印机头放下一块凝胶薄膜作为“biopaper”在这个生物纸上,机器打印出一圈球体在球体顶部进入另一层生物纸和第二个圆圈球体的重复过程直到形成一个圆柱体“高精度,相当快 - 它实际上没有限制,”Forgacs说,球体和凝胶一直孵化,直到球体融合在一起,容器成熟每个球体含有一个混合物形成三层血管的细胞 “现在来了魔法,”Forgacs说“在适当的条件下,细胞自我排序”形成血管外层的细胞迁移到外面,而形成光滑内层的细胞向内迁移肌肉细胞进入加利福尼亚州的一家公司,Cytograft Tissue Engineering,正在使用一种不同的方法来设计血管</p><p>正在对肾透析和心脏旁路患者进行测试</p><p>细胞移植血管从实验室中生长的组织片开始</p><p>将片材翻过杆形成将组织放入圆筒中Forgacs说,他的组织印刷技术可以创造出滋养工程器官组织所需的分支血管结构“除了我们之外没有任何方法可以产生分支管”,他说“我们可以建造你想要的任何东西”“这真的改变了这种范式,即无需支架,”犹他州盐湖大学化学家Glenn Prestwich说</p><p> ke City和Forgacs的合作者之一“我们有一个非常简单的技术,并要求细胞进行繁重的工作”当谈到为人们制造备件时,技术只能到目前为止,Forgacs说:“你必须依靠自然如果你不这样做,我认为整个活动是徒劳的“___三种技术1制造一个器官形状的”支架“来自胶原蛋白,然后用来自患者的细胞播种尿液膀胱已被植入人体2洗涤来自器官的细胞,留下它的天然支架,然后用来自患者的细胞播种研究人员重新创造了大鼠的心脏3通过“打印”细胞团成一个器官的形状,一层一层的血管,