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

南極熊獲悉，世界上第一個 3D 打印器官（部分由他人的干細胞制成）已在韓國成功移植到患者體內(nèi)。由科學家、醫(yī)生和工程師組成的團隊于 2023 年在首爾圣瑪麗醫(yī)院首次進行了 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（肺部和鼻子的濕潤內(nèi)層）構(gòu)成，科學家們從其他患者身上獲得了鼻干細胞和軟骨細胞來制造器官，這些細胞是在治療鼻塞和鼻中隔手術(shù)過程中被丟棄的細胞。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)計只能持續(xù)五年，科學家們希望這個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，在過去氣管切除后現(xiàn)有的治療方法無法恢復(fù)原來的器官，而且復(fù)雜且危險。如今，使用增材制造技術(shù)，可能會徹底改變甲狀腺癌、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)六個月后，氣管不僅愈合良好，而且新血管開始形成。該研究目前正在接受同行評審，未來將在科學期刊上發(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，該團隊首先收集了患者的 CT 和 MRI 數(shù)據(jù)，以便可以設(shè)計出完美貼合的氣管。在這種情況下，氣管的長度必須小于 5 厘米（2 英寸）。研究人員花了不到兩周的時間打印出來，并通過半天的手術(shù)移植到患者體內(nèi)。

該項目是韓國天主教大學、嘉泉大學以及制造打印機的生物醫(yī)學工程公司 T&R Biofab 合作的結(jié)果，匯集了 20 年的研究成果，最早的實驗室研究可以追溯到 2004 年。在此期間，主要研究人員收集了實驗室數(shù)據(jù)，包括對比格犬等動物進行的測試。據(jù) T&R Biofab 稱，這些支持數(shù)據(jù)對于監(jiān)管機構(gòu)的批準是必要的。T&R Biofab 設(shè)計的打印機專門用于打印中空管狀結(jié)構(gòu)，采用高精度技術(shù)使科學家能夠創(chuàng)造出這樣的個性化器官。這款定制打印機是專門為首爾圣瑪麗醫(yī)院設(shè)計的，目前無法在醫(yī)院外使用，但 T&R Biofab 未來會擴大其生產(chǎn)。



T&R Biofab 科學戰(zhàn)略主管 Paulo Marinho 博士說道：“雖然現(xiàn)在說3D 生物打印可以解決目前移植器官短缺的問題還為時過早，但它肯定增加了部分解決某些器官或某些特定適應(yīng)癥問題的希望，或者至少填補了傳統(tǒng)醫(yī)學之間的空白。 我們曾經(jīng)在2019年于《自然通訊》發(fā)表了一篇研究文章，打印了干細胞衍生的心臟貼片來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例。”