器官置换技术：向人工器官移植迈出一大步

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  量子运行远见
• 2021 年 11 月 4 日

3D打印器官的发展为器官移植的挑战提供了潜在的解决方案，提供了功能性和可持续的替代方案。 识别再生肝细胞和制造人造组织等成就让我们更接近 3D 打印器官的现实。 这种颠覆性技术的影响超出了医疗保健范围，包括研究太空对人体的影响、改变外科手术方法以及彻底改变再生医学。 

器官置换技术背景

器官移植长期以来一直充满挑战，主要是由于程序复杂且缺乏相容的器官捐献者。 该过程不仅涉及移植手术，还涉及终生致力于术后监测和维护。 此步骤可确保接受者的身体不会排斥新器官并确保其按预期发挥作用。 因此，包括研究组织和大学在内的医学界正在转向创新技术来解决这些问题，特别关注 3D 打印技术来生产功能性和可持续的组织和器官。

这一领域已经取得了重大进展，多项突破性成就让我们更接近 3D 打印器官的现实。 2019 年，伦敦国王学院的研究人员使用 RNA 测序来识别具有潜在再生特性的特定类型的肝细胞。 这一发现可能为 3D 打印肝脏组织的创建铺平道路，这些组织有可能替代或支持衰竭的肝脏组织。 

2021 年，北卡罗来纳州的研究人员与美国国家航空航天局 (NASA) 合作，利用 3D 打印技术成功制造了人造组织，用于应对血管组织挑战。 这一成就可能会导致创造出更大、更复杂的组织，并最终创造出整个器官。 同样，诺丁汉特伦特大学的一名研究人员能够利用实际癌症患者的扫描结果制作出 3D 打印的肝脏模型。

破坏性影响

美国宇航局认识到人造器官在研究太空对人体影响方面的潜力，旨在让宇航员更好地为长期太空任务做好准备。 通过利用3D打印的器官，科学家可以模拟人体对太空环境的生理反应，使他们能够预测和减轻潜在的健康风险。 这项研究可能会在理解微重力和辐射影响方面取得突破，最终增强我们探索太空的能力。

此外，先进的 3D 打印技术的发展可以重建精确的器官副本，包括复杂的血管网络。 这一进步为使用机器人系统进行远程操作和更精确的手术打开了大门。 外科医生可以使用这些复制品来练习复杂的手术，在进行实际手术之前获得宝贵的见解并磨练自己的技能。 此外，机器人技术和 3D 打印在外科手术中的集成可以实现微创技术，最大限度地减少创伤并加快患者的康复。

随着科学家深入研究 3D 打印器官的复杂性，他们希望发现具有再生能力的细胞。 这些发现可能会彻底改变再生医学领域，提供器官移植的替代方案。 如果我们能够利用特定细胞的再生潜力，就可能完全消除移植的需要，从而实现刺激身体自身愈合过程的个性化治疗。 这种范式转变将对个人、医疗保健系统和政府产生深远的影响，因为它可以减轻器官短缺的负担，降低成本并提高全世界患者的生活质量。

器官替代技术的意义

器官替代技术的更广泛影响可能包括：

• 医学院和研究机构最终会大量生产个性化的人造器官，以代替从捐赠者那里获取的器官。
• 改进了外科医生的培训，以练习使用激光或机械臂对人工器官进行复杂而详细的手术。
• 最终为可能遭受创伤性事故的个人进行整个肢体的 3D 打印。
• 将该技术应用于食品加工业的各种肉制品生产中。
• 增加 3D 打印器官的可及性，缩小健康差距，确保来自弱势背景的个人有平等的机会接受挽救生命的治疗。
• 器官采购和运输领域的工作岗位流失，但 3D 打印技术的设计、制造和维护也带来了新的机遇。
• 各国政府应对监管挑战，并为 3D 打印器官的道德和安全使用建立强有力的框架，平衡创新需求与确保患者安全和隐私。
• 3D 打印器官的出现改善了对器官移植不断增长的需求，特别是随着人口老龄化的增加，减少了等待时间并改善了整体医疗保健结果。
• 医疗保健专业人员获得新技能并适应手术室角色的变化，需要持续的培训和专业发展。
• 最大限度地减少与器官采购和运输相关的碳足迹，有助于建立更可持续的医疗保健系统。

要评论的问题

• 如果需要，您会考虑进行人工器官移植吗？ 为什么或者为什么不？
• 您认为 3D 打印技术未来会如何发展？