人造毛細血管
但要建造更為複雜的器官,則需要人體內最細的血管——毛細血管,這對於當今的製造技術來說是一大難題。研究人員計劃采用芯片製造中的光刻技術,來建造毛細血管。微型製造係統的一位物理學家,發現最細的毛細血管直徑大約為10微米,而他日常所接觸的芯片大小卻隻有1微米。
實驗小組先在一塊手掌大小的矽片上,雕刻出毛細血管狀相互交織的網狀結構。他們在矽片表麵覆蓋上預先從老鼠身上提取的內皮細胞,內皮細胞會沿著已經雕刻出的網狀結構生長,最終可以形成能傳送液體的毛細血管;然後,研究人員用雕刻好的矽片作為模板,澆鑄上可降解聚合物;再從模板上取出澆鑄好的聚合物,進行分層組裝,就可以形成全立體的毛細血管框架。這個過程就好像我們在家裏做冰塊一樣,先把冷水倒進製冰塊的小盒子中,放在冰箱裏凍上半個小時,就可以變成相同形狀的冰塊了。一樣的,在管狀框架上覆蓋內皮細胞就可以形成毛細血管,但隻澆鑄一次是不可能滿足製造人造器官的需要。僅僅是製造人造肝髒,所需的毛細血管就要用1/4個足球場大小的模板,而目前的技術根本不可能製造出直徑30米的矽片。所以研究人員希望通過將數千層毛細血管網,與肝髒細胞相連實現人造肝髒基本結構。
能打印人造器官的“打印機”
如果想在臨床上大規模應用人造器官,還需要製訂一個統一的、標準的生產流程。為此,生物工程師們計劃采用一種“立體打印技術”。
這種技術是建立在計算機掃描打印理論基礎上的。這種“打印機”不僅可以使研究人員精確地控製框架外形,而且還可以使研究人員根據各種細胞的不同屬性,選擇適當框架化合物。
人造血管的製造過程
這種“立體打印機”為組織工程師提供了製造複雜器官的秘密武器。研究人員正在利用這種“立體打印”技術製造肝髒及其他器官。他們希望生物科學技術與立體打印技術相結合,能製造出可移植的肝髒。
如果這種人造器官製造廠獲得有關部門的許可,那時在隆隆的機器聲中,患者所需的大量器官會走下生產線。我們不知道未來這些工廠究竟是直接生產各種器官,還是生產製造人造器官所需的精密框架,但有一點可以肯定,將來一定會出現一種人造器官商店,等待器官移植的患者,隻需按尺寸購買自己所需要的器官,然後進行手術——一切就是那麼簡單!