日前，多倫多大學(xué)的研究人員使用3D打印技術(shù)開(kāi)發(fā)出一種全新的方法可以在人體之外培育出接近真實(shí)的人體組織——AngioChip。他們聲稱這一發(fā)現(xiàn)可能最終導(dǎo)致人類能夠維修或更換受損的器官。他們的這一發(fā)現(xiàn)于本周一（2016年3月8日）被發(fā)表在了《Nature Materials》
科學(xué)家們說(shuō)，他們“person-on-a-chip（芯片上的人）”技術(shù)是一種可以用于藥物測(cè)試的強(qiáng)大工具。使用這種技術(shù)，藥物試驗(yàn)——和任何危險(xiǎn)的副作用——就可以在人體組織上實(shí)施而不會(huì)將人的生命置于危險(xiǎn)的境地。
該研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、化學(xué)工程教授Milica Radisic說(shuō)：“您可以將腫瘤與心臟細(xì)胞連接在一起去查看哪種藥物能夠腫瘤而不傷害心臟。”
Radisic是一位生物工程領(lǐng)域的“超級(jí)巨星”，她掌握了如何將干細(xì)胞變成一顆微型跳動(dòng)的心臟的秘密。在這個(gè)項(xiàng)目中，她與博士生Boyang Zhang共同聯(lián)手，開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)了這種“下一代”的組織。
所謂的AngioChip，聽(tīng)上去似乎是某種芯片，實(shí)際上它的設(shè)計(jì)也借鑒了計(jì)算機(jī)芯片的原理，但是它實(shí)際上是一塊可以借助其內(nèi)部的人造血管將多個(gè)器官在人體外連接起來(lái)的組織。這些微小的管道像拼板玩具那樣相互交錯(cuò)，這使得科學(xué)家們不僅能夠?qū)蓚€(gè)人造器官連接在一起，而且能夠評(píng)估它們之間的相互作用。
多倫多大學(xué)的研究員Boyang Zhang在他的實(shí)驗(yàn)室里，他在那里開(kāi)發(fā)AngioChip。
但是就像拼板那樣，如何將這些可生物降解的小塊放在一起也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
Zhang打造的AngioChip大概有一個(gè)女人的拇指指甲那么大，他是借助一種全新的3D打印技術(shù)在計(jì)算機(jī)芯片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，但是這里的線路不是電子材料，而是人工血管。
“與使用電子線路不同，我們借助設(shè)計(jì)的人工血管構(gòu)建（這些組織）。”他說(shuō)。
就像在玩一種人體版的疊疊高（Jenga）游戲，Zhang必需用手工堆疊起一系列超薄的3D打印可生物降解層，其中的每一層都是用一種被稱為POMaC的獨(dú)特聚合物3D打印出來(lái)的，這些薄片上面會(huì)加蓋由血管形成的管道結(jié)構(gòu)，這些管道像人的頭發(fā)絲那樣細(xì)。構(gòu)建完成之后，Zhang會(huì)用UV光把這些小片“粘”到一起，就做成了AngioChip。
為了驗(yàn)證該“芯片”，研究人員們通過(guò)手術(shù)將AngioChip植入了老鼠體內(nèi)。隨后他們觀察到了一副迷人的景象——老鼠的血液順利地通過(guò)了這些人工血管，毫無(wú)堵塞，就像它是在一個(gè)自然的管道里那樣。
“你能夠?qū)崒?shí)在在地看到老鼠的血液流經(jīng)我們植入的人工網(wǎng)絡(luò)。”Zhang說(shuō)，并補(bǔ)充稱這樣的結(jié)果“非常令人興奮”。
科學(xué)家們還將該結(jié)構(gòu)浸入了一種含有活細(xì)胞的液體溶液中，在這里這些活細(xì)胞迅速生長(zhǎng)并能夠模擬人體器官中的細(xì)胞。到目前為止，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用這種方法為心臟和肝臟構(gòu)建了仿真模型，這些模型的功能就像真心臟和肝臟那樣。
盡管研究人員們已經(jīng)開(kāi)始商業(yè)化該技術(shù)，不過(guò)Zhang說(shuō)他的下一個(gè)目標(biāo)是評(píng)估該芯片組（指AngioChip）在降解或被自然吸收之前究竟能夠持續(xù)多久。
此外，由于AngioChip目前還只能靠手工制作，Radisic建議研究人員們進(jìn)一步升級(jí)AngioChip的制造方法，盡早擺脫手工的方式。
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