生物印刷公司和学者终于成功保持3D印刷人体组织活着足够长，以便将其用于药物开发和测试。它可以有一天可用于人类植入物。
每天大约18人死于等待器官移植。但是，由于3D打印，这可能会更快地改变一天的变化。
人体组织的3D印刷的进展已经足够快地移动，即圣地亚哥的生物印刷公司有机沃目前预计将推出世界第一个印刷器官 - 明年人类肝脏。
与其他形式的3D打印一样，生物印刷在材料层后铺设层 - 在这种情况下，活细胞 - 形成固体物理实体 - 在这种情况下，人类组织。创造组织的主要绊脚石仍然是制造血管系统所需的血管系统，以便提供寿命维持氧气和营养素。
在组织取出打印机桌之前，活细胞可能会死于。
然而，Organovo说它已经在一定程度上克服了血管问题。Organovo公司商业运营执行副总裁Mike Renard说:“我们已经实现了超过500微米的厚度，并在至少40天的时间里保持了肝组织在完全功能状态下的原生表型行为。”
微米是米的百万分之一米。为了更好地了解规模雷鬼在描述，以这种方式想到：一张打印机纸为100微米厚。因此，组织有机缺口印刷的是堆叠在彼此顶部的五片纸张的厚度。
肝脏组织印在培养皿中。（图片：有机沃尔沃）
印刷肝细胞 - 组成大多数肝组织的细胞 - 然而不够。在组织中有多种类型的细胞，必须组合以创造活器器官。
Renard说，Organovo公司的研究人员能够将纤维母细胞和内皮细胞结合在一起，这两种细胞具有发展微小血管网络的功能，使公司能够获得具有良好细胞活力的厚组织。
肝脏组织模型将于明年释放的有机组织模型仅用于研究使用，并将在实验室用于医学研究和药物研究。这在自己的权利中非常重要：平均制定新的药物成本12亿美元，需要12年。
Organovo目前还没有发布任何关于未来可能植入器官的信息。任何此类举措都必须经过严格的政府审查，才能获准用于临床。
尽管如此，一个可行的肝脏的创造是生物印刷工业和医学的流域时刻，因为它证明了3D印刷的组织可以保持活力，足够长，以测试药物对它的影响或将其植入它可以的人体中进一步发展。
Renard说:“现在就推测组织工程最终将提供的应用范围或将实现的功效还为时过早。”
那个问题，雷纳德说，只能通过持续的成功组织开发和临床试验完成，然后通过食品和药物管理局（FDA）进行审查 - 这是一种可能需要三到10年的过程。
为了促进生物印刷器官，甲脲基金会，斯普林菲尔德，斯普林菲尔德，基于VA的非营利性，本月支持再生医学研究宣布了100万美元的奖金对于第一个组织来打印完全运作的肝脏。
目前，在U.S的器官等候名单上有大约120,000人，甚至那些获得捐赠器官的人面临着因器官拒绝问题的持续前景。但是，如果患者自己的干细胞可用于再生生物器官，则拒绝将成为实际意义。
Methuselah基金会在其比赛公告中表示，在美国的一年内收到全体器官再生的资金少于500亿美元的资金，而癌症研究和艾滋病毒和艾滋病的28亿美元。“再生医学是医疗保健的未来，但现在该领域正在落下裂缝，”Methuselah Ceo David Gobel说。
芯片上的器官
虽然在人体试验中可能有十年或更长时间，但是通过FDA批准的器官移植批准，器官组织的创建仍然具有革命性的前景。
印刷可持续的器官组织可以允许制药公司在人类而非动物器官上开发和测试药物。使用人体组织产生更准确的结果。
研究人员现在正在实验，用任意数量的器官制成一层薄薄的人体组织，用于药物研发。这一过程被称为“芯片上的器官”或“芯片上的人”。
科学家们多年来一直能够手动地为临时皮肤膜而手动生长薄薄的皮肤组织，以作为一种绷带，而体内愈合本身。但是，3D打印已经提升了该过程。
而不是手动铺设细胞的艰巨任务，3D打印以精确且可重复的方式使用由计算机辅助设计（CAD）软件的机器人机构的结尾的精确和可重复的方式自动化过程。
“使用3D打印给了我们的再现性和所需的自动化，”赖斯大学生物工程助理教授Jordan Miller说。米勒最近帮助在宾夕法尼亚大学生物工程部门的类似实验室完成了赖斯大学的微型制造实验室。
创建可行性的关键是首先了解它的工作原理。
与科学家一样了解人体，在细胞和亚细胞水平形成组织的方式仍然是一个谜。大约有40种不同的细胞类型，组成人肝脏，包括kupffer细胞，用于从血液中除去碎片，使已经死亡或受伤的血液的细胞和正弦内皮细胞的碎片，以及构成血管内表面的血管内皮细胞和淋巴血管。
3D印刷的乳房组织可以有一天可以帮助重建癌症幸存者中的乳房。（图片：Tevido Biodevices）
“这是一个复杂的挑战，”米勒说。“我们不知道身体中的所有结构。我们还在学习。所以我们不知道我们需要重组所有这些功能的程度。我们有一些证据表明我们可能不需要重新创造所有那些功能。“
米勒和其他人认为，如果他们重组一部分组织，即使它不完整，也有很好的机会，它将继续生长成一旦植入体内的完全运作的器官。
“我们在薄薄的组织，皮肤，角膜和膀胱中取得了一些成功，”米勒说。“当你在谈论肝脏或肾脏中的生化功能时，它变得更加复杂。这些是在实验室中做得很好的脆弱细胞。我们想要打印的一些最有趣的细胞是最难保持活力的。”
米勒说，研究人员正在尝试打印5000或10000层以下的细胞，而不是像植皮那样打印10层以下的细胞。
只需加入糖和水，伏脂血管
为了打印出厚的组织，科学家还必须能够创造出可持续性所需的血管系统。
3D打印的一种方法是打印一个由糖玻璃(一种糖和水的混合物)制成的临时“脚手架”，它可以作为一个模子来支持最终形成血管的细胞。这类似于铜像的制作方法:首先，模具成型，然后填满金属。在这种情况下，用活细胞代替金属。
米勒和其他人已经成功地用糖玻璃重建了这些血管结构——电影中用来制作易碎的瓶子和窗户的物质也是同样的。
“你从一个模板开始，浇铸它，然后熔化(糖玻璃)，留下血管结构，”米勒说。“糖很好，因为它很硬。”
使用糖玻璃作为脚手架，米勒和他的研究人员团队在重新创造肝脏组织方面取得了成功。迄今为止，研究人员已经能够创建一块组织缩略图的大小，并保持两周。
更换耳朵和乳房
今年早些时候，普林斯顿大学的研究人员创造了一个功能性的耳朵使用修改的$ 1,000的喷墨打印机。他们表示，他们创造的耳朵有可能听到远远超出正常人类能力范围的射频，因为组织与电子产品相结合，因为它在培养皿中成长。
普林斯顿大学的“仿生耳”最初使用改进的喷墨打印机印刷成培养皿。（图片：普林斯顿大学）
研究人员奠定了3D印刷细胞和结构纳米颗粒以构建耳朵。使用细胞培养物将小卷天线与软骨组合，从而创造科学家称为“仿生耳”。
Scott Collins，生物打印公司首席技术官和研发副总裁Tevido Biodevices.他说，他的公司正处于使用3D生物打印活细胞为乳腺癌幸存者定制植入物和移植物的早期阶段。
独自一人，美国约有30万名女性将被诊断出患有乳腺癌，其中60％的人将选择一个肿块切除术。根据Tevido Biodevices的说法，在手术后，至少有25％的经过肿块术的女性对其外观不满意。
Tevido正在从脂肪和皮肤细胞开发植入物，以及使用患者自己的细胞来打印乳头和周围的索罗拉。这样，组织不会被拒绝并且将具有自然的形状和色素沉着。
“今天，我们有植入乳房土墩的方法，但就重建乳头和索尔加拉而言，它还不起作用，”柯林斯说。“颜料刚刚纹身并随着时间的推移而褪色。”
卢卡斯奶园涵盖消费者数据存储，消费化IT，移动设备管理，可再生能源，可再生能源，远程化/汽车技术和娱乐技术为计算机世界。在推特上关注卢卡斯@lucasearian或订阅卢卡斯的RSS提要．他的电子邮件地址是lmearian@computerworld.com.．
看更多作者lucas mearian在computerworld.com上．
阅读更多关于新兴技术的内容在Computerworld的新兴技术主题中心。
这个故事，“第一个3D打印器官——肝脏——预计在2014年”最初发表于Computerworld. ．