用自身细胞作为原料，首例3D打印耳朵移植成功！未来可打印更复杂器官

大数据文摘出品

首例人体细胞打印器官的临床试验成功了。

再生医学制造公司3DBio Therapeutics周四宣布，一名出生时右耳发育不良的20岁女性移植了由她自己的细胞3D打印的耳朵。

专家表示，成功移植是该技术成功医学应用的首次临床试验的一部分，是组织工程领域的一项惊人进步。

3DBio Therapeutics介绍，新耳朵的印刷形状与这名女子的左耳形状完全吻合，该公司表示，今年3月移植的新耳朵将继续再生软骨组织，使其看起来和感觉上都像一只自然的耳朵。

“这绝对是件大事！”生物医学工程卡内基梅隆大学的材料科学与工程教授亚当•范伯格(Adam Feinberg)表示。

七年磨一剑

这位女士的重建手术结果由3DBio在新闻发布会上公布。出于对专利权的担忧，该公司尚未公开披露这一过程的技术细节，这使得外部专家更难对其进行评估。

该公司表示，联邦监管机构已经审查了试验设计，并制定了严格的生产标准，研究完成后，数据将发表在医学期刊上。

另外，包括11名患者在内的临床试验仍在进行中。

移植手术可能会失败或带来意想不到的并发症。但是，医生和公司官员说，由于这些细胞来自患者自身的组织，新耳朵不太可能被身体排斥。

3DBio公司经过七年的努力取得了成功，这是最近在寻求改进器官和组织移植方面取得的几项突破之一。

公司之前已经使用3D打印技术生产定制的假肢由塑料和轻金属制成，但是，这个案例中的耳朵是从该女士畸形耳朵中提取的一小团细胞制成的，它是第一个已知的由活体组织制成的3D打印器官的例子。

整个打印和移植的过程分为五步。

首先是外科医生从这位妇女的小耳畸形残留物中取出半克软骨，然后，他把这个东西，连同她健康耳朵的3D扫描图，从圣安东尼奥寄到了皇后区长岛市的3DBio大楼。

第二步，在3DBio大楼中，患者的软骨细胞被从组织样本中分离出来，在专有的营养液中生长，增殖成数十亿个细胞。

第三步，将活细胞与该公司的基于胶原蛋白的生物墨水混合，“就像把巧克力碎片混合到曲奇面团冰淇淋中一样”，3DBio的首席科学官Nathaniel Bachrach说。

第四步，胶原蛋白通过注射器插入专用的3D生物打印机，这种打印机从喷嘴中以稳定的细流喷出胶原蛋白，快速旋转，形成病人健康耳朵的镜像复制品，整个打印过程只持续了不到10分钟。

第五步，打印出来的耳朵形状随后被包裹在一个可生物降解的保护壳中，并在冷藏库中连夜运送给主刀医生，然后他将耳朵植入病人的皮下，就在她的下颌骨上方。

外部医生主刀，将来还能打印其他器官

患者来自墨西哥，先天性小耳畸形，这是一种罕见的先天缺陷，导致耳廓或耳朵外部小而畸形(它也可能影响耳朵的听力)。

将耳朵打印出来之后，还需要进行移植手术，手术由一名公司外部的医生进行。

“这太令人兴奋了，有时候我不得不稍微调整一下自己，”Arturo Bonilla医生说，他是圣安东尼奥的一名儿科耳再造外科医生，为这名妇女进行了植入手术。该试验由3DBio治疗公司资助，但博尼拉博士在该公司没有任何财务股份。

公司高管说，随着更多的研究，这项技术可以用于制造许多其他替代身体部位，包括椎间盘、鼻子、膝半月板和乳房肿瘤切除术后的重建组织。

他们说，在未来，3D打印甚至可以产生更复杂的重要器官，如肝脏、肾脏和胰腺。

西奈山医学院(Mount Sinai’s Icahn School of Medicine)脊柱生物工程实验室的负责人James Iatridis说，其他印刷组织植入物也在研发中，但他不知道还有其他产品正在进行临床试验。

“这种3D耳朵是一种概念验证，可以用来评估活人的生物相容性、形状匹配和形状保持能力，”Iatridis博士说。

尽管如此，耳朵的外部部分是一个相对简单的附属物，与其说是功能性的，不如说是外观性的。

卡内基梅隆大学的范伯格博士提醒说，通往实体器官(如肝脏、肾脏、心脏和肺)的道路仍然很漫长。

他说：“从一只耳朵到一个脊椎间盘是一个相当大的跳跃，但是如果你缺一只耳朵，这就更现实了。”

采用基于胶原蛋白的“生物墨水”

3D打印制造过程创建一个实体，从数字模型的三维对象。这项技术通常涉及一个计算机控制的打印机沉积在薄层材料，以创建对象的精确形状。

高管们说，3DBio治疗公司的这种新型耳朵植入物集成了几种专有技术，首先是一种将患者细胞的小样本复制数十亿的方法。

该公司的3D打印机使用了一种基于胶原蛋白的“生物墨水”，这种墨水在人体内是安全的，并能保持所有材料无菌。

所有的研究和生产都在同一个地方进行，在皇后区一个新的、不起眼的砖砌建筑里，配备了卫生的“实验室”，工作人员戴着面具，身穿全套工作服、手套和靴子。

到目前为止，这个临床试验一共包括11名志愿者，年龄从6岁到25岁， 他们将被跟踪五年，以评估长期的安全性和美学效果。

参考报道：

https://www.nytimes.com/2022/06/02/health/ear-transplant-3d-printer.html

https://www.nature.com/articles/s41587-022-01354-7

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202102661

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