人類活體試驗出解決方案 用3D打印的人類肝組織做藥物毒性評估
每當一款新藥或改進藥品投入使用之前，醫療工作者們都會進行大量的測試，以便及時掌握藥品對人體的不良反應和其它服用后癥狀。這種試驗必須要人體測試才行，才能真實反應出藥品的各種信息。但是現在情況不一樣了，羅氏制藥現在已經改用3D打印人類肝組織來對藥物的各項指標和情況做毒性評估了。是不是很神奇？用3D打印的人類肝組織來代替真人試驗，這又是一項創舉呀！一起來看看是什么個情況吧。
據e鍵打印了解，Organovo和羅氏制藥（Roche Pharmaceutical）研究和早期發展部門的研究人員正在使用Organovo 的3D打印人體肝組織為因藥物引起的肝損傷建立分析模型，并區分曲氟沙星（trovafloxacin）和左氧氟沙星（levofloxacin），這兩種密切相關的化合物具有不同的毒性特征。
3D打印人體器官的發展是當前非常重要的前沿醫療研究領域。盡管該領域仍然處于起步階段，許多科學家都希望，在不太遙遠的將來，病人將能夠獲得人造的器官來更換有缺陷的肝臟、腎臟和心臟等。而實際上，如今3D打印的人體組織已經開始在醫學中發揮相當重要的作用了。使用3D生物打印的組織，制藥業的研究人員現在無需人類志愿者就能夠測試藥物在“人體”器官上的可能效果。這使得藥物開發人員可以進行更為激進的實驗，而不用考慮測試對象的生命安全。
據e鍵打印了解，作為領先的3D生物打印公司。Organovo幾年來一直在為藥物研究提供人工制造的組織。而由Organovo和醫藥巨頭羅氏進行的一項新研究表明，Organovo的3D打印人體肝組織可用于成功區分具有不同毒性水平的多種物質。這種能力可以幫助制藥公司確定可能產生對人體有害影響的物質。
據悉，使用Organovo的3D生物打印人體肝組織，研究者們能夠檢測出曲氟沙星的毒性，這是一種第三代抗感染藥物，因為上市一年之后被發現有患者因服用該藥而導致肝中毒死亡而被退市。當初這種藥物在接受管理當局的審批時，傳統的測試方法未能辨別出它的毒性。如今，使用3D打印的人體肝組織，羅氏公司和 Organovo的研究人員能夠區分出曲氟沙星和左氧氟沙星的毒性特征，后者是一種結構相關但是無毒的化合物。
Organovo希望，這些實驗的成功能為3D打印肝組織結合其它方法，比如動物實驗和2D細胞培養模型，用于未來制藥產品的檢驗鋪平道路。
曲氟沙星對3D生物打印肝組織的組織學影響。單箭頭表示細胞粘附損失，雙箭頭表示干細胞壞死的增加。
據悉，Organovo的3D打印人體肝組織是由病人的實質（肝）和非實質（內皮細胞和肝星狀細胞）細胞群組成的，兩者都有一定的空間結構和三維形狀。該組織的三維性質使得羅氏和Organovo的研究人員能夠鑒別出細胞間連接、CD31+內皮網絡，以及結蛋白陽性、平滑肌肌動蛋白陰性靜態星狀細胞之間的區別。
此外，在培養液中的該3D打印組織能夠在超過四個星期時間里將ATP和白蛋白的新陳代謝保持在相關水平，并能維持藥物誘發的細胞色素P450的酶活性——這是2D細胞培養無法實現的。
“Organovo的生物打印技術創建了一種活體外系統，該系統由多種類型的干細胞按照定義的空間結構組成，可以隨著時間的推移用來收集組織病理學和生化數據，以用于臨床毒性試驗。”Organovo公司首席科學官Sharon Presnell博士說：“我們持久、重現性好的模型可也用于衡量細胞類型的特定反應和探討毒性作用機理，以開發替代的解決方案。”
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這一研究的結果被作為論文發表在了7月7日的《PLOS One》雜志上，論文 題目為《生物打印的3D原發性肝組織可以實現在體外對臨床藥物的毒性反應進行器官級評估（Bioprinted 3D primary liver tissues allow assessment of organ-level response to clinical drug induced toxicity in vitro）》。
從以上案例我們就能看出，現在3D打印技術應用在醫療行業中的成績是非常可喜的，真心希望以后3D打印能在醫療行業應用得更加深入，更加方便患者，造福社會。
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