科學家實現(xiàn)體內(nèi)3D打印人耳

3D打印技術(shù)越來越多地被用于定制人體的新“零件”，比如頜骨、肋骨和脊柱。但這些組織或器官必須要在體外打印，然后通過手術(shù)植入體內(nèi)，這就帶來了感染的風險。

《科學進展》刊登的最新研究指出，中國四川大學茍馬玲及其同事已經(jīng)證明，這些身體組織可以在體內(nèi)進行3D打印——至少在老鼠身上是這樣，因而不需要進行外科手術(shù)。這項技術(shù)有可能在不需要手術(shù)的情況下制造新的耳朵或人體的其他部位。

在這項研究中，科學家首先將一種由水凝膠顆粒和軟骨細胞組成的“生物墨水”注射到老鼠背部。接下來，他們用近紅外光在墨水上投射出耳朵形狀。光使水凝膠顆粒粘在一起，層層發(fā)展成耳狀結(jié)構(gòu)。

在接下來的1個月里，軟骨細胞在水凝膠結(jié)構(gòu)的周圍生長，最終形成類似于真正的人類耳朵的軟骨結(jié)構(gòu)。這期間，小鼠并沒有表現(xiàn)出明顯的炎癥或其他副作用。

20世紀90年代著名的“瓦坎蒂鼠”實驗也曾讓老鼠的背上長出了一個“人耳”，但它是通過在皮膚下植入一個預先制作好的攜帶軟骨細胞的塑料支架實現(xiàn)的，而不是直接在現(xiàn)場3D打印支架。

研究人員希望這項新技術(shù)可以用來為那些患有先天性小耳畸形的人重建新的耳朵，這種疾病會阻礙耳朵的正常發(fā)育。“我們正在努力改進這項技術(shù)，以便將來治療人耳缺陷。” 茍馬玲表示。

加拿大麥吉爾大學的 Derek Rosenzweig說，這種非手術(shù)3D打印技術(shù)也有可能用于修復鼻子、手指、腳趾或肘部受損的軟骨。他說，相比之下，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)深部軟骨缺損可能更難修復，因為近紅外光通常只能穿透人體皮膚約2厘米。

茍馬玲團隊希望最終能夠采用這種技術(shù)修復其他受損的器官，比如心臟或肺。然而，Rosenzweig認為這將更具挑戰(zhàn)性，因為心臟和肺包含多種細胞類型，它們在體內(nèi)更深，并且不斷收縮和放松。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.aba7406