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3D生物列印腎臟,有可能嗎?

腎臟疾病的藥物開發,可能因為3D列印的腎臟而縮短時程嗎? Credit: davis.steve32@Flickr CC BY 2.0

3D列印肝臟為先驅

3列印這麼夯,從小朋友到社會人士,很多族群在開發自己的3D列印產品,其中,列印生物組織,從軟骨、硬骨、皮膚、血管到器官,說實在,對醫學有幫助的東西,科學家什麼都想印。還記得之前生醫人網摘報導過「想要一個自己的肝嗎?生物印表機列印立體生物組織」這篇文章,美國Organovo公司使用生物印表機,將三種不同的肝臟細胞列印組成藥物實驗專用的肝臟,目的是減少動物實驗的數量且更能真實模擬人體狀況,希望更多藥物實驗能直接在他們列印出來的肝臟進行,以加速藥物研發,讓產品能更早上市。現在,除了肝臟,該公司最近於波士頓的「實驗生物研討會」(Experimental Biology Conference)也首度發表他們列印出來的腎臟雛型。

列印的腎臟優於現有細胞培養實驗

有多少患者在等待腎臟移植,能用3D列印培養出腎臟,那應該能得諾貝爾獎吧!現在這款列印出來的腎臟組織,還只能做為醫學研究和藥物測試,能存活至少兩週,而一般實驗室的細胞培養實驗,僅有單種細胞且僅能存活數天。這個3D的腎臟組織,遠優於目前實驗室做的單層細胞培養實驗。

腎臟近端小管組織

現在,Organovo公司又有了新的研究成果,就是他們印出了一部分的腎臟管路系統「腎臟近端小管組織」(Kidney proximal tubular tissue),其中就包含了三種細胞,分別是「內皮細胞」(endothelial cell, EC) 、「腎臟纖維母細胞」(renal fibroblast, RF) 和「腎臟近端小管上皮細胞」(renal proximal tubular epithelial cells, RPTEC)。這是一個完全由細胞組成的腎臟組織,沒有任何的支架(某些3D生物列印會使用網格狀支架預作雛型,之後再注射含有特定細胞的水凝膠。)。

這個列印好的組織開始運作後,也有了一般正常腎臟會出現的酶(enzyme),像是負責分解藥物的CY450;也偵測到gamma glutamyl transferase (GGT) 的活動,以上兩點已可證明該腎臟的RPTEC 細胞功能正在運作。另外,該腎臟的「內皮細胞」會互相連結形成網絡,隨著時間推移,便形成了血管空腔。

目標用做藥物實驗

科學家們對Organovo公司的腎臟列印成果仍在觀望中,因為腎臟中能過濾血液的「部分腎小球」(glomerulae)非常關鍵,有了它才能真正發揮腎臟的過濾功能。目前,這個列印腎臟的初始成果,預計先發展成實驗室藥物測試用的腎臟,期許能加速腎臟藥物開發的時間。別失望,科學家仍努力要列印出完整的腎臟,供作器官移植指日可待。

文章參考:3D PRINTING INDUSTRY
圖片來源:davis.steve32@Flickr  CC BY 2.0


作者簡介

BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章一定要有邏輯性,藉由追蹤報導生醫領域的創新和應用來傳播知識。