波蘭專家計劃在三到五年內移植生物3D打印的仿生胰腺

3D打印快訊
2019
10/25
12:04
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來源:中國3D打印網

就醫學而言,每一步都是漫長的一步,臨床前和臨床試驗需要花費數年時間,而且如果我們了解一些已知事實,該學科已經取得了進步,但并沒有太大變化。例如,自首次成功進行心臟移植以來已有50年了,如今仍需要人類捐助者。這么多年以后,心臟移植仍然存在風險和復雜的程序。人造器官是除此以外的下一步計劃。借助生物3D打印技術,越來越多的研究人員正在創建功能性類器官,但我們似乎離植入器官還很遠。

2009年,Wszola在波蘭華沙成立了研究與科學發展基金會,以加強醫學和生物醫學領域的教育和研究活動。Wszola一直在積極尋求突破性的醫學療法,以幫助患有糖尿病和繼發性疾病的患者以及被轉介到胰腺或胰島移植病房的患者。該基金會目前的重點是針對仿生胰腺的3D生物打印項目,該器官可以使糖尿病患者實現正常功能,也將取代對慢性胰島素治療的需求。他的團隊還開發了兩種可用于胰島的生物墨水,這些墨水將很快在市場上銷售。




該項目涉及對3D支架以及功能性血管和胰島的生物打印,因此,將形成適合移植的全功能仿生胰腺。“去年三月,我們首次使用小鼠的胰島細胞和豬的胰島細胞對仿生胰腺進行了生物打印,所產生的器官是普通胰腺大小的三分之一;但是在這種情況下,大小并不重要,因為我們只需要負責胰島素生產的胰島功能。我和我的團隊感興趣的是準備好胰腺以治愈糖尿病,而不是修復天然器官。在我們進行生物打印的器官中,我們可以放置一百萬個胰島,這已經足以治愈糖尿病。”

仿生胰腺項目旨在從患者自身的干細胞中創建定制的胰腺,這將消除任何排斥的風險。然后將干細胞轉化為產生胰島素和胰高血糖素的細胞并進行生物印記;最后,將在人類移植之前對仿生胰腺進行功能測試。肝臟,胰腺或腎臟等器官的繁殖非常復雜,因為它們需要血管系統,在這種情況下,血管形成對Wszola及其團隊來說是一個重大挑戰。生物印制的器官需要具有密集的血管網絡,以便所有胰腺胰島細胞都能獲得充足的葡萄糖和氧氣。在基金會實驗室,Wszola和他的團隊使用CELLINK生物3D打印機進行實驗。



與小鼠進行的動物研究是首次嘗試觀察生物打印的微脈管系統如何向新的胰腺內生長。關鍵是分析該過程將花費多長時間,一旦他掌握了這個數字(可能從幾天到幾周甚至幾個月不等),他將與基金會和一個財團的同事一起發表論文,其中包括醫學華沙大學,華沙工業大學,內基實驗生物學研究所,Medispace和嬰兒耶穌醫院。

波蘭在胰腺研究方面已經擁有強大的醫學背景。早在1965年,斯坦尼斯拉夫·莫斯卡列夫斯基(Stanislaw Moskalewski)首次能夠成功地從切碎的豚鼠的胰腺中分離出胰島。當然,在美國進行了更多的研究,隨后又進行了一些實驗,這些實驗從供體胰腺進行胰島移植,但是,Wszola認為,這種方法存在兩個主要問題:缺乏脈管系統和復雜的胰島分離–從胰島中去除了細胞外基質。因此,他于2013年開始領導一個團隊,學習生物打印如何幫助他們弄清楚如何開發。
Wszola繼續解釋說,他是“移植外科醫師,所以我的目標是繼續進行人體臨床試驗。當我們完成對小鼠的當前研究后,我們將轉向更大的動物模型,這將需要一到兩年的時間。在對臨床前試驗的結果進行分析之后,我們可以開始進行臨床試驗了。如果一切按計劃進行,我們預計將在三到五年內移植生物打印的仿生胰腺。”



許多工作還涉及將干細胞轉化為胰島素的實驗室工作。Wszola聲稱,他比胰腺細胞更喜歡使用干細胞,但是這種技術仍處于起步階段,可能需要幾年的時間才能發展起來。他認為,第一步是“開始與胰島移植并獲得一些積極的反饋,但是,干細胞將比胰島移植更好地工作,因為它可以幫助更多的患者。我個人知道有太多人因胰腺疾病而面臨危及生命的狀況,我每天看到需要幫助的患者,最重要的是,我需要告訴他們一些可以給他們未來帶來希望的東西。這就是驅動我個人使命的原因,疾病背后的成千上萬的人類幫助我非常努力地開展研究并實現了開始臨床試驗的可能性。我相信當我看到我的患者走出醫院,并確信他們已經生存并且沒有糖尿病時,我的工作才將完成。”

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