生物打印器官如何改变我们的世界
如果每个人都排成一列，美国器官移植等待名单上的患者将排成 70 多英里长的队伍。这条线路将比曼哈顿岛长五倍。病人可以在那条线上等上四个月到五年，每小时都有一个人在到达终点之前死去。尽管尽最大努力确保匹配，但仍有三分之一的患者会出现器官排斥反应，需要再次排队等候。
生物打印脉管系统模型。美国漫长的等待时间是主要是因为移植器官短缺。全国各地都在开展活动，以提高认识并提高选择加入器官捐献率。即便如此，每 1,000 例死亡中只有三例提供了可移植器官。
这是最现实的情况我们中的大多数人都熟悉并且几乎所有人都生活在其中。但是如果你沿着现代医学的前沿方向看一看，你会看到研究人员——以及最近的患者——正在参与有朝一日可以消除器官移植等待名单的需要。
生物打印是一个年轻但发展迅速的研究和技术领域，始于 1983 年，当时立体光刻技术的发明创造了一种方法3D打印人体组织。到 1999 年，维克森林再生医学研究所的研究人员使用 3D 打印机制作人体器官支架。 2004 年，波士顿儿童医院的 Anthony Atala 博士使用患者自己的细胞为一名 11 岁男孩生物打印并移植了膀胱。
两个领域合而为一
生物打印是生物和3D打印的结合。通过利用生物材料工程和采用新型制造技术随着为典型 3D 打印机开发的技术，生物打印研究人员正在开辟一个可以想象的超出可能性范围的利基市场。
原型生物打印机于 2000 年发明，当时来自埃尔帕索大学的研究员 Thomas Boland 教授自由修改他办公室里的喷墨打印机。博兰德教授清空打印机墨盒，重新装满胶原蛋白，将一片黑硅放入纸盒中。然后，当他使用蛋白质打印出他的首字母“TB”时，他实际上成为了生物打印的鼻祖。
2016 年，Cellink 成立，开始支持生物打印研究人员快速增长的需求。该公司设计和开发生物打印机的目标是使生物打印技术对用户友好且可靠，并聘请自己的内部生物材料工程师和科学家团队为用户提供全天候的客户支持。
凭借强大的技术，生物打印研究员s 已经彻底改变了角膜移植。由于老年捐赠者的选择加入率低和可用性低，角膜捐赠严重缺乏。 2018 年，佛罗里达 A&M 大学的一个研究团队启动了一个项目，旨在开发世界上第一个高通量生物打印人眼角膜的方法。 2019年6月，他们的团队成功了。 Mandip Sachdeva 教授使用 Cellink 的 BIO X 生物打印机对由人类细胞制成的角膜进行生物打印。根据 Sachdeva 教授的说法，他的方法的最大好处之一是它的速度。
一位科学家举起一个生物打印结构。“我们可以使用我们实验室专门设计的支架在几分钟内打印多个角膜， ”他说。
帮助糖尿病患者
与此同时，世界各地的研究人员都在寻求使用生物打印来克服另一组挑战。在波尔并且，超过 10,000 名糖尿病患者有资格进行胰腺移植，这是已知的唯一可以永久治愈糖尿病的治疗方法。然而，每年只有 40 例这样的移植手术被执行——唯一的限制因素是捐赠器官的短缺。
“必须有一种方法来帮助患者，这样他们就不必等待多年移植，”Michał Wszoła 博士说。 “他们每分钟都在等待电话，同时知道糖尿病每秒都在摧毁他们的身体。”
Dr. Wszoła 知道用胰腺移植治疗糖尿病患者的长期预后最好。他进行了一些动物研究并取得了令人鼓舞的结果，但他需要找到一种方法来防止细胞凋亡（自动细胞死亡）发生在对移植的胰岛细胞的反应中。
“经过大量研究，我了解了一种非常有趣的技术，称为生物打印，它有可能克服所有这些问题障碍，”他说。
在建立了一个联盟并获得资金后，Wszoła 博士开始致力于开发一种利用生物打印来治疗糖尿病的方法。
2019 年 3 月 14 日，他的团队使用 Cellink 的 BIO X 使用定制的生物墨水和胰岛样本对仿生胰腺进行生物打印。它对葡萄糖刺激的反应是完美的，他们又进行了四次实验，结果相似。除了及时治愈糖尿病外，Wszoła 博士的技术有朝一日还可以用于药物开发和辅助筛选新的癌症疗法。
烧伤和皮肤
一些生物打印方法已成功走出实验室并进入临床试验。去年，Cellink 与 GE Healthcare 和于默奥大学建立了合作伙伴关系，开始使用自己的细胞生物打印皮肤来治疗烧伤患者。该合作伙伴关系旨在开发可移植的皮肤结构，为烧伤患者提供更高质量的皮肤生活品质。
BIO X 生物打印机上的打印头。传统上，严重烧伤患者接受基于角质形成细胞的表皮片移植。然而，这些移植物无法替代汗腺、神经或脉管系统，使患者离治愈还很遥远。患者需要每天保湿两次并在天气太热时呆在室内，他们会经历额外的疼痛和瘙痒，除了减少整体活动外别无选择。
Cellink 正在结合于默奥大学和 GE Healthcare 的专业知识来开发促进神经再生并从源头减少患者痛苦的替代移植。新的移植物将包含皮脂腺，这种细胞可以再生真皮层、神经和脉管系统，为改善患者的生活质量提供创新的解决方案。该项目将进行通过与挪威、芬兰、丹麦和荷兰的烧伤中心合作进行研究，研究人员的目标是在 2020 年的某个时候开始治疗患者。
只是开始
很难预测所有生物打印等前所未有的技术将影响专业人员治疗患者的方式，但研究人员已经取得的一些里程碑表明其影响将是深远的。作为生物打印解决方案的领先供应商，Cellink 期待设计出能够提升和加速能力的技术，寻找新的方法来支持研究人员在该领域不断取得成就，并为所有人创造更美好的医学未来。
Erik Gatenholm 是 Cellink 的联合创始人兼首席执行官。
Anne Sexton 是 Cellink 的编辑和作家。
