人类活体试验出解决方案 用3D打印的人类肝组织做药物毒性评估

每当一款新药或改进药品投入使用之前，医疗工作者们都会进行大量的测试，以便及时掌握药品对人体的不良反应和其它服用后症状。这种试验必须要人体测试才行，才能真实反应出药品的各种信息。但是现在情况不一样了，罗氏制药现在已经改用3D打印人类肝组织来对药物的各项指标和情况做毒性评估了。是不是很神奇？用3D打印的人类肝组织来代替真人试验，这又是一项创举呀！一起来看看是什么个情况吧。

据e键打印了解，Organovo和罗氏制药（Roche Pharmaceutical）研究和早期发展部门的研究人员正在使用Organovo 的3D打印人体肝组织为因药物引起的肝损伤建立分析模型，并区分曲氟沙星（trovafloxacin）和左氧氟沙星（levofloxacin），这两种密切相关的化合物具有不同的毒性特征。

3D打印人体器官的发展是当前非常重要的前沿医疗研究领域。尽管该领域仍然处于起步阶段，许多科学家都希望，在不太遥远的将来，病人将能够获得人造的器官来更换有缺陷的肝脏、肾脏和心脏等。而实际上，如今3D打印的人体组织已经开始在医学中发挥相当重要的作用了。使用3D生物打印的组织，制药业的研究人员现在无需人类志愿者就能够测试药物在“人体”器官上的可能效果。这使得药物开发人员可以进行更为激进的实验，而不用考虑测试对象的生命安全。

据e键打印了解，作为领先的3D生物打印公司。Organovo几年来一直在为药物研究提供人工制造的组织。而由Organovo和医药巨头罗氏进行的一项新研究表明，Organovo的3D打印人体肝组织可用于成功区分具有不同毒性水平的多种物质。这种能力可以帮助制药公司确定可能产生对人体有害影响的物质。

据悉，使用Organovo的3D生物打印人体肝组织，研究者们能够检测出曲氟沙星的毒性，这是一种第三代抗感染药物，因为上市一年之后被发现有患者因服用该药而导致肝中毒死亡而被退市。当初这种药物在接受管理当局的审批时，传统的测试方法未能辨别出它的毒性。如今，使用3D打印的人体肝组织，罗氏公司和 Organovo的研究人员能够区分出曲氟沙星和左氧氟沙星的毒性特征，后者是一种结构相关但是无毒的化合物。

Organovo希望，这些实验的成功能为3D打印肝组织结合其它方法，比如动物实验和2D细胞培养模型，用于未来制药产品的检验铺平道路。

曲氟沙星对3D生物打印肝组织的组织学影响。单箭头表示细胞粘附损失，双箭头表示干细胞坏死的增加。

据悉，Organovo的3D打印人体肝组织是由病人的实质（肝）和非实质（内皮细胞和肝星状细胞）细胞群组成的，两者都有一定的空间结构和三维形状。该组织的三维性质使得罗氏和Organovo的研究人员能够鉴别出细胞间连接、CD31+内皮网络，以及结蛋白阳性、平滑肌肌动蛋白阴性静态星状细胞之间的区别。

此外，在培养液中的该3D打印组织能够在超过四个星期时间里将ATP和白蛋白的新陈代谢保持在相关水平，并能维持药物诱发的细胞色素P450的酶活性——这是2D细胞培养无法实现的。

“Organovo的生物打印技术创建了一种活体外系统，该系统由多种类型的干细胞按照定义的空间结构组成，可以随着时间的推移用来收集组织病理学和生化数据，以用于临床毒性试验。”Organovo公司首席科学官Sharon Presnell博士说：“我们持久、重现性好的模型可也用于衡量细胞类型的特定反应和探讨毒性作用机理，以开发替代的解决方案。”

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这一研究的结果被作为论文发表在了7月7日的《PLOS One》杂志上，论文 题目为《生物打印的3D原发性肝组织可以实现在体外对临床药物的毒性反应进行器官级评估（Bioprinted 3D primary liver tissues allow assessment of organ-level response to clinical drug induced toxicity in vitro）》。

从以上案例我们就能看出，现在3D打印技术应用在医疗行业中的成绩是非常可喜的，真心希望以后3D打印能在医疗行业应用得更加深入，更加方便患者，造福社会。

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