卢克·马塞拉(Luke Massella)原本是一个健康的小男孩,但他患有先天性疾病,导致膀胱无法正常工作,影响了肾脏的功能。在10岁时,卢克的肾脏完全罢工,他可能需要终身血液透析治疗,以帮助过滤掉身体代谢的废物和有毒物质。
卢克:我病得太重了,不能去上学,也不能下床。下课打完篮球就头晕,连回教室都难受,根本出不去,真的很难过。一辈子都要接受血液透析治疗,不敢想以后会怎么样。再生医学器官移植后,生活变得好了很多。在高中,我可以练习摔跤,甚至成为摔跤队长。太好了!我可以和朋友相处,像正常孩子一样生活。因为医生用我的细胞给我做了一个膀胱,它会跟着我一辈子,所以一切都好!
全新的膀胱
从小到大,卢克做了15次手术,修复有先天性问题的膀胱和肾脏,但都没有成功。幸运的是,卢克遇到了再生医学领域的权威专家安东尼·阿塔拉博士。他从卢克身上取出一小片约半个邮票大小的膀胱组织,从中“细胞培养”出膀胱组织表面的肌肉细胞和尿道上皮细胞。
阿塔拉博士说,“虽然膀胱不正常,但膀胱中的正常细胞仍然活着。你可以用技术分离正常细胞,做一个新的膀胱!大约一个月后,研究人员取出培养的细胞,将其种植在类似膀胱的支架上,并将其置于模拟人体内部环境的烤箱状容器中。经过7周的培养,将实验室制作的再生器官移植给卢克和其他6名4~19岁有膀胱问题的儿童。
膀胱移植后,科学家对这些儿童进行了5年的随访,以验证这些通过实验室人工培养制成的再生膀胱可以像一般人体内的正常膀胱一样运作。研究成果发表在国际知名医学杂志《柳叶刀》上。
如果乔布斯能晚几年出生。
举个众所周知的例子,2009年,苹果CEO乔布斯被诊断出胰腺癌和肝转移,导致肝硬化末期。只有肝脏移植才能救他。乔布斯立即签署了肝移植的同意书,但人人生而平等。就算你是乔布斯,也不能行使任何特权,先拿到移植用的肝脏。因为等待的时间没有肝癌细胞转移的快,虽然后来肝移植手术成功了,但也只是帮乔布斯延长了两年左右的生命。
虽然上述帮助卢克再生膀胱的人工培养被证明是可行的,但人工器官、年龄、疾病严重程度和等待时间的差异造成了植入难度和术后成功率的差异,这使得科学家们继续在再生医学领域寻求突破。
3D打印+糖模=甜蜜器官?!
attalla博士在2011做TED演讲时,展示了使用类似打印机3D打印人造器官的技术!他以精确的肾脏结构为蓝图,在3D器官排列器的喷嘴中注入细胞液,使细胞可以按照器官结构一层一层堆叠起来,形成一个真正肾脏大小的人工肾脏。这种快速制造器官的方式是人体无法使用的,因为3D打印的肾脏中没有血管和小管,无法供氧、排除废物和收集尿液。
然而,宾夕法尼亚大学和麻省理工学院的研究团队已经解决了这个问题。该研究团队的博士后研究员乔丹·米勒(Jordan Miller)在参观世界人体标本和器官展览时发现,这种精致的血管结构是将硅胶注入血管中,获得血管的实体模型,然后溶解多余的器官组织。但是硅胶对人体有毒性,用可溶性物质做血管或许有可能。但是应该用什么物质呢?
米勒是在去一家高级餐厅吃一种类似血管网的精致高档糖甜点时受到启发的。糖霉菌可以作为血管的骨架,只要用水,血管长出来后不必要的糖霉菌就可以很容易被冲走。于是他们改装了一台3D器官打印机,将特殊比例的糖丝混合物放入喷嘴中制成血管的骨架,然后让构成血管的细胞附着在骨架上。天然血管完全生长后,用水溶解糖分,就可以成为人体可利用的血管。用同样的方法,也可以制造肾小管等其他组织。