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血管的水凝膠模具
據《連線》雜志報道，器官移植拯救了很多人的生命，但這項技術也存在器官來源不足、排異反應難以避免等弊端。如今，隨著美國生物技術公司 Organovo開發出一款生物打印機，可利用患者自身細胞“打印”靜脈，這些問題也將迎刃而解。或許，醫生有朝一日可以“按需打印”活體器官，包括血管和完整的器官。
Organovo公司高級科學家本-謝潑德(Ben Shepherd)說：“眼下，我們確實正在‘打印’血管。本周我們打印了不少，同時還在了解如何令它們的功能發揮至極致，可以打印功能更可靠的血管。” 人體多數器官都布滿密密麻麻的靜脈，所以，打印維管組織的能力對獲取完整器官而言是關鍵的一步。
打印出來的靜脈即將開始在動物身上進行試驗，並最終實施人體臨床試驗。如果一切進展順利，幾年以後，你或許就能用自己細胞長成的“打印”組織替代變壞的靜脈，例如因頻繁注射化學藥物而惡化的靜脈。打印完整的器官不僅僅面臨著技術上的障礙，第一台器官生物打印機從開發、測試、生產到推向市場，成本高達數億美元，更不用提任何一家公司在獲得美國食品藥物管理局(FDA)批准時所遭遇的重重困難。
美國南卡羅來納醫科大學先進組織生物制造中心主任弗拉基米爾-米羅諾夫(Vladimir Mironov)博士說：“如果Organovo公司可以籌集到足夠的資金，這家公司就擁有了作為第一家生物打印公司取得成功的潛力，但這一切都需要時間去證明。”以下是Organovo公司展示的全程生物打印靜脈的過程。
1.生物反应器
生物反應器
生物反應器利用一種特殊的化學混合物，幫助細胞變成強有力的血管組織
謝潑德將一個生物反應器放入孵化器中，與生長培養基反應，幾天後取出。生物反應器利用一種特殊的化學混合物，幫助細胞變成強有力的血管組織，這種混合物類似於細胞在人體生長時的情況。
2.幹細胞
幹細胞
經過培養，干細胞的數量會急速增加
一旦制作了足夠多的細胞，就可以用離心機將它們從生長培養基中分離出來，壓縮成顆粒狀
謝潑德將干細胞從液氮池中取出。經過培養，干細胞的數量會急速增加，然後再注入生物打印機。最終，這些細胞可以從患者身體各個部位——脂肪、骨髓和皮膚細胞——取出，制成起作用的靜脈。在干細胞解凍以後，它們將在生長培養基中培養。這個步驟可以讓干細胞不斷繁殖和生長，這樣，就可以用以形成靜脈。生長培養基還利用特制化學物令干細胞長成所需要的類型，這種情況下則是血管細胞。一旦制作了足夠多的細胞，就可以用離心機將它們從生長培養基中分離出來，壓縮成顆粒狀。
3.水凝膠支架
水凝膠支架
生物打印過程的第一步是鋪設稱為水凝膠的材料，這種材料可當作支撐靜脈組織的臨時支架。
泵壓頭安裝在一個高精度機器人裝配儀器上，令精度達到最大化
生物打印過程的第一步是鋪設稱為水凝膠的材料，這種材料可當作支撐靜脈組織的臨時支架。定制生物打印機通過兩個泵壓頭，噴射出支架結構或細胞制成培養皿。泵壓頭安裝在一個高精度機器人裝配儀器上，令精度達到最大化。在上圖中，右邊的泵壓頭浸入放水凝膠的容器中。
一個稱為生物反應器的小容器被用於模擬靜脈，它在打印靜脈之前就准備好了。生物反應器是生物科技體系中一個相當標准的部分，利用一塊鋁制造而成，這塊鋁圍繞在有許多端口的塑料容器周圍。這些端口被用於抽出給生長的靜脈提供養料的化學物。在打印靜脈以前，技術人員用手將幾管培養好的細胞注入打印頭(與生物質打印墨盒相似)。
4.血管的水凝膠模具
血管的水凝膠模具
技術人員將一排排水凝膠平行放入培養皿盆的水槽裡
技術人員將一排排水凝膠平行放入培養皿盆的水槽裡，在水槽中打印顆粒狀細胞圓柱體。至少一個水凝膠圓柱體被打印在細胞的中間位置，用於制作靜脈內的小孔，而血液最終將通過這個小孔流進流出。
5.長進靜脈中
長進靜脈中
在接下來幾周，打印出來的靜脈放入另一個生長培養基。不久，細胞從水凝膠模子中倒出來，留下一個中空的血管細胞軟管。
6.經過特殊處理
經過特殊處理
生物反應器將由蛋白、緩衝劑和其他多種化學物構成的特制混合物噴在打印好的靜脈中
接著，再將打印出來的管狀細胞放入生物反應器。生物反應器將由蛋白、緩衝劑和其他多種化學物構成的特制混合物噴在打印好的靜脈中。這一步驟使得細胞可以變成功能可靠的靜脈，令其效用發揮到極致。
7.打印靜脈成品
打印靜脈成品
在生物反應器內停留一段時間以後，顆粒狀細胞長在一起形成靜脈，然後就能植入患者體內。因為靜脈是從患者自己的細胞長出來的，他們的身體更有可能接受移植過來的靜脈，從而不會產生排異反應。
生物打印機 - 複製人耳 生物打印機
引用自：活體器官生物打印機制造靜脈全程揭秘
生物打印機 - 複製人耳 生物打印機 影片
影片：蘋果日報 - 2011-02-23 - 生物打印機 30分鐘複製人耳
