世界首例 3D 打印氣管移植手術(shù)：僅兩周時(shí)間打印器官，半天手術(shù)移植

南極熊獲悉，世界上第一個(gè) 3D 打印器官（部分由他人的干細(xì)胞制成）已在韓國(guó)成功移植到患者體內(nèi)。由科學(xué)家、醫(yī)生和工程師組成的團(tuán)隊(duì)于 2023 年在首爾圣瑪麗醫(yī)院首次進(jìn)行了 3D 打印氣管移植手術(shù)，患者是一名 50 多歲的女性，在接受去除甲狀腺癌手術(shù)后失去了部分氣管。



患者的新器官由軟骨和粘膜內(nèi)層（肺部和鼻子的濕潤(rùn)內(nèi)層）構(gòu)成，科學(xué)家們從其他患者身上獲得了鼻干細(xì)胞和軟骨細(xì)胞來(lái)制造器官，這些細(xì)胞是在治療鼻塞和鼻中隔手術(shù)過(guò)程中被丟棄的細(xì)胞。3D 打印的氣管還包含用于結(jié)構(gòu)支撐的聚己內(nèi)酯 (PCL) 以及生物墨水。PCL預(yù)計(jì)只能持續(xù)五年，科學(xué)家們希望這個(gè)人造器官能夠幫助患者的身體在生物降解之前再生出自己的氣管。

據(jù)醫(yī)院介紹，在過(guò)去氣管切除后現(xiàn)有的治療方法無(wú)法恢復(fù)原來(lái)的器官，而且復(fù)雜且危險(xiǎn)。如今，使用增材制造技術(shù)，可能會(huì)徹底改變甲狀腺癌、先天性異�；驓夤軇�(chuàng)傷患者的治療方法。該手術(shù)的突破之一是患者不需要任何免疫抑制劑，手術(shù)六個(gè)月后，氣管不僅愈合良好，而且新血管開(kāi)始形成。該研究目前正在接受同行評(píng)審，未來(lái)將在科學(xué)期刊上發(fā)表。

3D 打印定制氣管
為了使氣管的尺寸和尺寸與患者的具體情況相匹配，該團(tuán)隊(duì)首先收集了患者的 CT 和 MRI 數(shù)據(jù)，以便可以設(shè)計(jì)出完美貼合的氣管。在這種情況下，氣管的長(zhǎng)度必須小于 5 厘米（2 英寸）。研究人員花了不到兩周的時(shí)間打印出來(lái)，并通過(guò)半天的手術(shù)移植到患者體內(nèi)。

該項(xiàng)目是韓國(guó)天主教大學(xué)、嘉泉大學(xué)以及制造打印機(jī)的生物醫(yī)學(xué)工程公司 T&R Biofab 合作的結(jié)果，匯集了 20 年的研究成果，最早的實(shí)驗(yàn)室研究可以追溯到 2004 年。在此期間，主要研究人員收集了實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，包括對(duì)比格犬等動(dòng)物進(jìn)行的測(cè)試。據(jù) T&R Biofab 稱(chēng)，這些支持?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)于監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)是必要的。T&R Biofab 設(shè)計(jì)的打印機(jī)專(zhuān)門(mén)用于打印中空管狀結(jié)構(gòu)，采用高精度技術(shù)使科學(xué)家能夠創(chuàng)造出這樣的個(gè)性化器官。這款定制打印機(jī)是專(zhuān)門(mén)為首爾圣瑪麗醫(yī)院設(shè)計(jì)的，目前無(wú)法在醫(yī)院外使用，但 T&R Biofab 未來(lái)會(huì)擴(kuò)大其生產(chǎn)。



T&R Biofab 科學(xué)戰(zhàn)略主管 Paulo Marinho 博士說(shuō)道：“雖然現(xiàn)在說(shuō)3D 生物打印可以解決目前移植器官短缺的問(wèn)題還為時(shí)過(guò)早，但它肯定增加了部分解決某些器官或某些特定適應(yīng)癥問(wèn)題的希望，或者至少填補(bǔ)了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)之間的空白。 我們?cè)��?jīng)在2019年于《自然通訊》發(fā)表了一篇研究文章，打印了干細(xì)胞衍生的心臟貼片來(lái)幫助老鼠梗塞的心臟，這是增材制造技術(shù)可以用于治療病痛的實(shí)例。”