3D Systems公司大胆尝试，3D打印肺器官有望实现

2021年5月18日，南极熊获悉，今年早些时候，国际知名增材制造商3D Systems公司宣布他们将加强在生物打印领域的研发投入，并打算与联合医疗（United Therapeutics）公司及其子公司LungBiotechnology进一步合作，展开对3D打印人体肺部器官支架的研究，双方认为这次合作将会对3D打印器官的未来产生重大影响。

合作

3D Systems公司与UnitedTherapeutics公司合作已有一段时间，他们的大部分研究都集中在器官支架的打印机系统和工艺的开发上。当前使用的主要平台是3D Systems公司的Figure 4系统以及各种专有的生物墨水。

2020年，3D Systems公司宣布已经成功地展示了高速度、微米级的打印，这是组织血管化（维持活细胞所需）的先决条件。此外，他们在研发独有的rhCollagen的材料配方方面取得了重大进展。这些重大的进展也使得他们在宣布进行肺器官打印的研究时表露出了很强的自信心。随着进一步的投资，双方合作伙伴将不断推动这些工艺的开发。

这项研究将有助于开辟新的再生医学的道路，包括开发需要生物相容性的可持续脉管（血管）的非固体器官应用。你可以在下面的图片中看到一个打印血管的例子。

△使用 "打印-灌注一体化"工艺创建的人体血管模型。图片来源：联合医疗公司

打印到灌注

这项研究的核心技术在于 "从打印到灌注 "过程，这涉及到使用定制的材料和优化的工艺来快速创建出高精度的水凝胶支架，随后可以使用活性细胞灌注来创建组织。

3D Systems的首席技术官ChuckHull在接受福布斯采访时表示："我们两家公司联合组建了研发团队，还有很多工作等待我们去做。我们决定用水凝胶打印支架，是因为人体大部分是水，但这也同时意味着需要打印一种有粘度、流态的材料，跟我们平常习惯于用硬塑料打印有很大不同。同时我们要清楚的一点是，细胞需要有一个赖于生长的地方，这意味着要精细地打印，以便为细胞提供生存空间。但是，用高精度打印更小的东西会使速度减慢，所以我们需要更高的打印速度。这些东西花了三年时间才搞清楚，还有临床试验和后期监测工作要做，但在制造支架本身的技术方面，我们现在就可以完成。联合医疗公司在其网站上有一个 "研发进程"模块，显示了他们希望通过这一试验实现医学界的里程碑。

他们计划在短期内首先开发Trepostinil（用于缓解肺动脉高压）的吸入装置等技术。据推测，制造的器官将有助于这一领域的药物研发进程。

就中期目标而言，团队表示他们将开发出医疗肺部疾病的其他吸入技术，并进入异种器官（由猪器官支架制成）的制造阶段，如异种肾脏、异种心脏和单肺。长期目标显然是设计一对可移植的人工肺，用于晚期肺病患者，用打印的支架，灌注异体细胞或患者的细胞。

至于未来肺器官移植是否真的如他们预想的那般简单，仅需点击一个链接就能购买一套新的3D打印肺？我们可能需要等待一段时间，等待技术成熟并获得在人体应用的认证。但就目前而言，在治愈肺部疾病这一医学难题方面似乎有一条明朗的途径出现了。