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制成人造毛细血管。研究小组在手掌大小的硅片上蚀刻出毛细血管状相互交织的网状结构。在起初的实验中他们在硅片表面覆盖上从老鼠身上提取的内皮细胞，内皮细胞会沿着蚀刻出的网状结构生长，最终可以形成能传送液体的毛细血管。
在随后的工作中，研究人员用蚀刻好的硅片作为模板来浇铸可降解聚合物。从模板上取出浇铸好的聚合物然后进行分层组装，就可以形成全3D毛细血管框架。在管状框架上覆盖内皮细胞就可以形成毛细血管。不过仅仅浇铸一次还不可能满足人造器官的需要。制造人造肝脏所需的毛细血管需要用1/4个足球场大小的模板，而我们目前的技术根本不可能制出直径30米的硅片。所以研究人员希望通过将数千层毛细血管网与肝脏细胞相连实现人造肝脏基本结构。
人造膀胱和人造心脏
尽管目前的技术还不能制成有复杂血管的器官，但是已经有一种用组织工程制成的器官开始为人类服务，这就是人造膀胱。波土顿儿童医院泌尿科医师AnthonyAtala从1990年左右开始设计人造膀胱。在20世纪90年代后期，Atala为6只小猎犬制作了膀肮。研究人员从狗的膀胱上取下1平方厘米的组织切片，然后将内层细胞和肌肉细胞分离后分别进行培养。一个月后，Atala的研究小组培养的两种细胞总数都达到3亿个，已经可以构建人造膀肮了。研究人员用肌肉细胞覆盖膀胱形状的聚合物框架，用内层细胞覆盖框架内部。之后，研究人员用人造膀肮替代小狗原有的膀胱，他们发现不仅周围组织的血管长入人造膀胱且发育良好，而且功能与健康小狗并无多少差别。
上述实验大大坚定了研究人员的信心，他们决定从2000年开始研究人类膀肮，不过这个过程将是漫长的。研究人员用了20年左右的时间证明人造皮肤的适用性；膝盖软骨用了近四、五年才投入临床使用。Atala的实验室已经制成有排尿功能的膀胱形状小型单元。不过，膀肮是由20种不同类型的细胞组成的复杂系统，研究人员仍需克服许多技术难题才能为众多需要移植膀胱的患者解除痛苦。
用组织工程构建人造心脏更是一件艰巨的任务，但有许多理由让我们相信用不了多久就可以取得重大突破。因为，心脏的组成细胞只有10种。而且更重要的是有许多研究机构一直在进行此领域的研究。虽然目前制造组织工程心脏的工作量十分巨大，但如果将此工作细分为提取心肌细胞、制造承载这些细胞的框架等部分的话，在众多研究人员的共同奋斗下还是有可能取得成功的。在美国国家卫生研究所(NIH)1，000万美元的资助下和40多名研究人员的共同努力下，华盛顿大学的研究项目正由开始阶段向成果阶段迈进。首先，他们计划用组织工程手段为受损心脏制出修补组织；然后，制出可用于移植手术的左心室。不过，要用组织工程制出功能完善的心脏决非某个组织一朝一夕所能实现的，这需要所有研究人员和其他各方的共同努力。
生产人造器官的工厂
人造器官若想获得大规模应用，还需要制订统一、标准的生产流程。麻省理工学院的生物工程师 Linda Griffith 及其同事为实现此目标计划采用3D打印技术。
这种机器(快速原型制造机的一种，详情请参见本期的《快速原型制造的光明未来》一文)根据计算机分层扫描物体采集的数据一层一层地喷涂构建复杂物体。一根滚轴在活塞顶部的平板上推出一层粉末。然后，一个喷墨打印头在这层粉末上按照计算机文件的指示涂一层粘合剂使其成为固体状。之后将活塞倒转，继续进行此过程直至所有层都喷涂完成为止。把制上一页 [1] [2] [3] 下一页 |
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