科學(xué)家實(shí)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(fēng)險(xiǎn)。

《科學(xué)進(jìn)展》刊登的最新研究指出，中國四川大學(xué)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(jìn)行3D打印——至少在老鼠身上是這樣，因而不需要進(jìn)行外科手術(shù)。這項(xiàng)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(xiàng)研究中，科學(xué)家首先將一種由水凝膠顆粒和軟骨細(xì)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(gè)月里，軟骨細(xì)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(jì)90年代著名的“瓦坎蒂鼠”實(shí)驗(yàn)也曾讓老鼠的背上長出了一個(gè)“人耳”，但它是通過在皮膚下植入一個(gè)預(yù)先制作好的攜帶軟骨細(xì)胞的塑料支架實(shí)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(xiàng)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(huì)阻礙耳朵的正常發(fā)育�！拔覀冋�在努力改進(jìn)這項(xiàng)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(xué)的 Derek Rosenzweig說，這種非手術(shù)3D打印技術(shù)也有可能用于修復(fù)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(fù)，因?yàn)榻�紅外光通常只能穿透人體皮膚約2厘米。

茍馬玲團(tuán)隊(duì)希望最終能夠采用這種技術(shù)修復(fù)其他受損的器官，比如心臟或肺。然而，Rosenzweig認(rèn)為這將更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)樾呐K和肺包含多種細(xì)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