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如何 3D 打印人体组织 - 塔尼卡·琼斯

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    目前有数十万人
    在器官移植名单上，
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    等待重要器官捐赠，
    像是肾、心脏和肝，
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    来拯救他们的生命。
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    很遗憾，
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    器官捐赠供不应求。
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    如果除了等待，
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    我们还有办法从无到有，
    创造出全新的、定制的器官呢？
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    这就是生物打印的理念。
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    生物打印是再生医学的分支，
    目前处于发展阶段，
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    我们尚未能打印出复杂的器官，
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    但例如血管和负责
    交换营养和废物的管道
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    这些较简单的组织
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    已经在我们掌握之中。
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    生物打印和 3D 打印原理相似，
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    将层层的材料堆叠在一起，
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    一次一层，建构出一个三维物体。
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    普通的 3D 打印机
    使用金属、塑料或陶瓷，
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    而制作器官和组织的
    3D 打印机使用“生物墨水”：
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    一种含有活细胞的
    可打印材料。
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    许多生物墨水的主体是
    一种富含水的分子，称作水凝胶，
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    水凝胶里混合了上百万个活细胞
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    和各种用来促进细胞交流
    和生长的化学物质。
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    有些生物墨水只含单一
    一种细胞，
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    有些则结合许多不同种的细胞，
    来制造出更复杂的结构。
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    假设你想要打印一个半月板，
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    半月板是膝盖里的一块软骨，
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    用来避免胫骨和股骨互相摩擦。
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    它由软骨细胞组成，
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    你需要有健康的软骨组织供应，
    来制作你的生物墨水，
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    这些细胞可能来自捐赠者，他们
    的细胞系在实验室里被复制，
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    这些细胞也可能来自
    病患自身的组织，
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    这种定制的半月板
    可以有效避免发生排斥反应。
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    现在有几种打印技术，
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    其中最常用的是
    挤压式生物打印。
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    这项技术将生物墨水
    载入打印机，
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    然后将它挤入
    打印头上的柱状喷嘴。
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    墨水会从喷嘴挤出，喷嘴的直径
    一般不会超过 400 微米，
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    可以挤出连续不断的线丝，
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    厚度和人的指甲差不多。
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    计算机图像或档案
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    会引导线丝布局在平面，
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    或是辅助固定结构的液槽里
    直到其稳定。
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    打印机的速度很快，
    一次一线的制造出一个半月板，
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    只要半小时。
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    打印完成后，
    有些生物墨水会立即变硬；
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    有些则需要紫外线，
    或额外的化学或物理加工
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    来稳定结构。
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    如果打印过程顺利的话，
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    人造组织里的细胞
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    会开始表现得
    和真实组织里的细胞一样：
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    互相发出信号、
    交换养分以及分裂繁殖。
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    我们已经能够打印出
    像半月板这样相对简单的结构，
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    也已经成功植入过
    生物打印的膀胱，
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    打印出来的组织还成功
    促进了老鼠脸部神经再造。
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    研究人员已经创造出
    人造肺组织、皮肤及软骨，
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    还有微缩版、半功能性的
    肾、肝和心脏。
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    然而，复制主要器官
    复杂的生化环境
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    是一项严峻的挑战。
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    挤压式生物打印可能会破坏
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    墨水里很大一部分的细胞，
    如果喷头太小
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    或打印压力太高。
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    其中一项最艰巨的挑战，
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    是如何为一个原尺寸的器官里
    所有的细胞供给氧气和营养。
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    这就是为什么到目前为止，
    最成功的案例
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    都是平坦或空心的结构，
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    这也是为什么
    研究人员正积极研发
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    将血管纳入生物打印中的方法。
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    生物打印具有极大的潜能，
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    它可以用来拯救生命，
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    以及提高我们对器官运作的了解。
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    这项科技开启了
    一系列的可能性，
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    像是用嵌入式电子产品
    打印组织。
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    在未来，我们是否能够设计出
    超越现在人类能力的器官，
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    或是赋予人们特殊功能，
    例如不可燃的皮肤？
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    打印及更换器官
    能延长人类寿命多久？
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    什么人，什么领域
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    有权使用这项科技
    和其惊人的成果？
Title:
如何 3D 打印人体组织 - 塔尼卡·琼斯
Speaker:
塔尼卡·琼斯
Description:

观看完整课程：https://ed.ted.com/lessons/how-to-3d-print-human-tissue-taneka-jones

目前数十万人在器官移植名单上，等待重要器官捐赠，像是肾、心脏和肝，来拯救他们的生命。很遗憾的，器官捐赠供不应求。如果除了等待，我们还有办法从无到有，创造出全新的、定制的器官呢？塔尼卡·琼斯（Taneka Jones）探讨了生物打印——再生医学的新分支。

课程讲解：塔尼卡·琼斯，动画制作：Hype CG
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:52

Chinese, Simplified subtitles

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