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利用3D生物列印的器官取代動物實驗

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科技產業資訊室 (iKnow) - Hana 發表於 2016年7月5日

圖一:利用3D生物列印做出來的耳朵跟鼻子
資料來源:週間朝鮮
 
隨著動保意識抬頭,越來越多的產品強調其產品未經動物實驗,但新藥開發卻無法避免動物實驗,甚至是人體實驗。再者,在器官移植方面,除了捐贈的器官數量不足、移植配對成功機率低以外,還有受贈患者須終身服用抗排斥藥等諸多缺點。使得利用人體細胞製成生物墨水,再以3D生物列印方式印成器官的技術受到市場的重視。
 
3D生物列印技術的列印原理和其他3D列印一樣,差異在於生物墨水。為了讓細胞能夠活著,科學家利用水凝膠把細胞所需的各種生存條件與患者細胞一起作成膠狀物,接著讓細胞進行增生、分化成3D立體組織後再利用3D列印原理做成立體器官。因為是用患者自體幹細胞與蛋白質做成的器官,較不會產生排斥問題。
 
Organovo是美國知名3D生物列印公司,已於2015年成功列印出3D人工心臟,並於日前正式將3D生物列印技術商用化。利用患者自己的肝細胞、肝成長細胞和內皮細胞形成的肝組織,透過Organovo的3D生物列印技術的人工肝臟能夠存活42天,且這期間所有的肝功能都很正常,可說是再生醫學的一大進步。英國的再生醫學研究學者也利用3D生物列印做出人工耳朵(如圖一),並成功和患者的血管連結,提供完整的耳朵功能。
 
韓國也以3D生物列印出鼻子、鼻孔、部分顏面後,幫助6歲兒童完成顏面重建手術。此外,一旦遭受損傷就難以恢復功能的脊隨,也是3D生物列印應用的重點對象之一。目前韓國的蔚山科學技術大學正在研究如何做出包含幹細胞、脊隨神經細胞與成長細胞的生物墨水。
 
除了提供患者新器官開始新的人生之外,3D生物列印也能列印出各種器官比如心臟、肝臟等「人工身體」供藥物進行臨床實驗之用。未來不須要犧牲動物進行藥效測試,也不用再把病患分成實驗組與對照組進行臨床實驗盲測,延誤患者的最佳就醫時機。美國的維克佛斯特再生醫學研究所已可成功列印人體核心器官:心臟、肝臟等,再組成可以進行實驗的人工身體。
 
另外,具有形狀記憶功能的4D列印技術也已經進入商用化階段,未來會被應用在哪些領域尚不明確,但可以確定的是3D、4D列印技術將會是次世代製造跟醫療領域的重要科技。(776字;圖1)

資料來源:
  1. 살아 있는 세포로 신체 장기까지 3D바이오프린터의 진화. 週間朝鮮, 2016/06/13. at http://weekly.chosun.com/client/news/viw.asp?nNewsNumb=002411100016&ctcd=C05
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