艺术家正用3D打印支架和干细胞长出一只人手

　　多年来，新媒体艺术家Amy Karle一直致力于通过衍生艺术来探索*与技术之间的关系。她最近进行的一个被称为“再生圣物(Regenerative Reliquary)”的项目就继续着这种探索。在这个项目中她特别关注的是身体和人类细胞如何通过创造一只人手而在*之外保持存活。这个让人惊悚的“再生圣物”，目前正在展出欧特克的创新孵化器——Pier 9——里面展示，该作品包括一个设计复杂的3D打印手形支架，Karle在上面生长着人类细胞。

　　从个人的层面上说，使用人类细胞创造一只手对Karle来说意义重大，因为这位艺术家一直以来都是多个3D打印假肢组织当中活跃的志愿者，这些组织包括Superhero Cyborgs、Kid Mob和E-Nable等，都给了她不同程度的启发，为她的项目提供了灵感。

　　据Karle介绍，再生圣物的另一个灵感来自人类的骨骼。她解释称，这是支撑我们身体的结构和基础。尽管我们可能认为这些骨骼基本上是静态的，但它们实际上具有令人难以置信的动态和活力，对于我们的生命和健康至关重要。这位艺术家解释说：“当已开始探索再生医学时，我就开始研究骨骼、医用植入物设计和增材制造了。我已经制作出了许多 不同种类骨头的3D打印艺术品。而现在，我最关注的是人手。人类最容易辨认的骨头就是手骨和头骨。我们通过双手来表达自己，并通过双手来制造工具。

　　在创作这个3D打印的支架过程中，Karle与生物科学家Chris Venter、材料学家John Vericella一起合作，设计出了一个基于她自己的手骨结构的动态支架的3D模型。在设计该之家结构的时候，Karle不得不确保它是多孔的，以便于细胞的生长，并且以促进细胞粘附和生长的方式来打造它。同样重要的是，该手骨支架必须要用具有生物相容性和生物可降解的材料制造。最终，设计的结果是一个复杂的、结合了一种花边样结构的人类手骨形状。

　　据了解，该3D打印的手骨支架是用一种定制的聚乙烯(glycol)二丙烯酸酯(Pegda)水凝胶混合物制成的，后者是一种用在诸如培养皿中的细胞生长材料。整个3D打印过程花了几个星期，使用的是欧特克的开源DLP 3D打印机，其打印分辨率为50微米，层厚度为10-100微米。由于这款3D打印机的打印尺寸比较小，最大仅有64×40×134毫米，Karle只好在打印之前先把她的支架设计分成几个部分。

　　在打印完成后，这件3D打印的手骨支架被放进了生物反应器中，并被捐献给了旧金山的探索博物馆。该生物反应器，既提供了一个有利于细胞的生长环境，同时也可以作为该3D打印手骨的展示柜，供参观者仔细观察。

　　这一项目的下一步就是要找到能够在支架上生长的细胞。一开始，Karle想用自己的细胞或者取自一只老鼠的癌症细胞。然而，由于其中牵涉到大量的安全问题，Karle和她的团队最终决定使用从人类骨髓中提取出来的干细胞。目前，他们正在培养干细胞，并为并为将其播种到3D打印的手骨支架上做准备。虽然她最终能否成功地让细胞在她的作品上升至尚有待观察，但是我们还是愿意期待它出现令人兴奋的结果——尽管这一过程可能需要几年的时间。

　　最新研究表明，人类脱细胞组织工程血管可安全用于终末期肾病患者血液透析治疗。该研究于5月14日发表在《柳叶刀》。

　　来自耶鲁大学的Laura E. Niklason对该研究结果给予了高度评价：“最令人兴奋的研究结果是，人类脱细胞组织工程血管是由患者细胞培养而成，而这些细胞又有血管标志物表达。这意味着，对于我来说，随着时间的推移，植入*的人造血管基质可逐渐变为活体血管组织”

　　不适用于自体动静脉内瘘术或自体动静脉内瘘术失败的血液透析患者，临床上通常使用膨体聚四氟乙烯(ePTFE)人造血管移植。但该植入物常导致感染，内膜增生和血栓形成。

　　因此，Niklason博士和同事研发了人类脱细胞组织工程血管。

　　随后，将该人造血管应用于60位血液透析患者，探讨了该人造血管的安全性和有效性。中位随访时间为16个月。累计随访82 病人年。

　　12个月后，28%的人类脱细胞组织工程血管仍可用于患者透析，无需进一步干预，38%的人类脱细胞组织工程血管无血栓形成，仍安全有效，89%的人类脱细胞组织工程血管可在给予或不给于保持血管通畅或重建干预措施下有效工作。

　　至少随访24个月的9位患者中，80%人造血管人类脱细胞组织工程血管可在给予或不给于保持血管通畅或重建干预措施下有效工作。

　　保持血管通畅或重建—常见的是血栓切除术—的干预率为1.89每病人年。

　　植入2-85周后，共撤出10个人类脱细胞组织工程血管(其中有五个在第一年撤出)，但因感染撤出的人类脱细胞组织工程血管数为0。

　　植入人类脱细胞组织工程血管16-55周的8位患者的组织学标本显示：人造血管出现组织特异性血管内皮细胞重塑。

　　Niklason 医师说“该研究结果令人兴奋。如果将来我们能将该组织工程模式扩展到其他类型的组织，将大大改变手术实践方法。”

　　来自瑞典卡罗林斯卡医院的Ulf Hedin医师评价称，“研究者仍需开展随机对照试验以评估人类脱细胞组织工程血管与合成移植物的疗效。若随机对照试验临床数据表明人类脱细胞组织工程血管具有优越性，则可替代合成移植物，尤其是感染易感人群。”

　　来自伯明翰大学医院的Nicholas Inston医师说，“该新型人造血管在疗效、耐用性以及感染干预率方面与现有的合成移植物相同，甚至优于现有的合成移植物。”

　　独立于该研究的Inston医师补充说，“该质量研究显示新型人造血管或可扩大至更广泛的应用领域(外周血管手术，心血管手术等)”。