美国医生使用3D打印技术研制可移植人体气管
Bhora和Robert Lebovics博士是纽约Mount Sinai气道中心的联合负责人，他们现在正在改善完全使用生物材料制造的3D气管模型。他们的目标是在几年内成为第一个可植入人类患者体内的人工气管。
Bhora(右)和Robert Lebovics博士
他们的终极目标是制造一个可定制的器官，将随着患者一起生长，永不需要更换。Bhora告诉记者，目前吸入性灼伤、气管狭窄或肺部疾病的患者几乎不可能实现器官移植。世界各地有报道的只有少数个案，其中许多患者其移植后很快死亡。据3D打印资讯门户天工社了解，许多患者只能接受气管切开手术，然后插入一根呼吸管，但是这会使患者无法说话并很容易感染。
数年之内，病人所需要的可移植器官将不会来自志愿者的捐献，而是来自一台打印机。这听起来不可思议，但纽约St. Luke's & Roosevelt的医生们正在利用干细胞和3D打印技术研制生物工程气管。
该开创性的研究，是由Faiz Bhora博士领导的，他是医院胸外科肿瘤科室的负责人。一开始，他们打印出气管的3D硅胶模型——即从喉部下端开始连结支气管的4英寸长的管道——其3D模型是基于病人CAT扫描数据创建的。医生们使用一台Fab @ Home 3D打印机花了15分钟左右就打印出了气管模型。
“目前如果一个人必须更换或移植大段气管的话根本没有好的解决方案。”Bhora说，“因此，在过去的几年中，我们一直试图为这些面临绝境的病人寻找一个治疗方案。”
任何器官移植都要面临的挑战是如何应对体内针对新器官的免疫反应。这个问题对于器官来说尤其复杂，因为它呼吸时会经常暴露在有害物质中。
但是，如果用人自身的细胞创造一个器官会大大降低排异反应的风险——可能让新的器官持续更长的时间，甚至永久。
使用一种生物凝胶溶液，“我们已经做了一个3D的气道，”Bhora说。“下一个步骤就是结合或嵌入干细胞，使其在内部分化成软骨，从而形成气管。”
“我们仍然需要努力尝试各自方式使干细胞能够可靠地生长复制。”
向凝胶制成的气管注入干细胞
该研究小组已经看到了胜利的曙光，他们成功地将3D打印的气管段植入了一头猪身上。三个月过去了，这头猪很健康，并且能观察到气管在与它一起生长，Bhora说。
这表明将生物工程器官植入那些出生时就没有气管或有其他呼吸道缺陷的孩子的目标将很快实现。
世界各地的科学家都正在测试3D打印技术在医学领域的应用，制造像耳朵和肾脏这类器官的支架。目前由合成材料和干细胞制造的血管和膀胱已成功植入患者身体。
据报道，去年五月份，科学家们就能够3D打印一个合成管道，成功地避免了婴儿的气道塌陷。去年四月，一个天生没有气管的2岁女孩成为了第一个获得由塑料纤维和她自身的细胞制成的气管的患者——尽管她数月后因并发症而死亡。
Bhora的研究小组希望能制成第一个不需要化学合成材料的可定制气管，这将有望使患者不再需要额外的手术去除或更换假体。
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