3D列印內臟Organ on a Chip: 日本理光(Ricoh)/ 以色列特拉維夫大學/美國Biolife4D

生化3D列印進化　內臟量產又邁出一步 范仁志 2019-10-03 多種細胞組成的人類內臟，已有3D列印製程，有助醫療科技發展與製造業切入醫療界。根據日本經濟新聞(Nikkei)報導，僅次於台灣的世界第2洗腎大國日本，每年約多出1,500個等待腎臟移植的病患，目前有超過1萬人在等待可用的健康腎臟、或是死期，而3D列印(3D Printing)技術中最新的領域，生化3D列印，可望挽救很多本來等不到移植臟器病患的生命，帶來醫學新突破。目前日本最積極研發生化3D列印技術的廠商，是光學大廠理光(Ricoh)，該廠位於日本羽田機場旁的研發據點，已經能在1~2小時內列印出長寬各1公分的神經細胞組織，也可以指定製成其他形狀，以利移植於病患體內，代替受損的部位。不過現在生化3D列印技術最先進的廠商，並非日本廠，以色列特拉維夫大學、以及美國芝加哥生技企業Biolife4D，都在2019年內成功列印縮小版人類心臟，其中包括神經、肌肉、與血管組織等多種細胞，理光預定在2020年東京奧運展示類似技術，公開列印出的多種細胞組成人體內臟。臟器移植是獲得1912年諾貝爾醫學獎的技術，從1960年代起逐漸流行，但需等待健康臟器與免疫系統排斥問題，一直困擾大量病患，2006年日本學者發現誘導性多功能幹細胞(iPSC)，理論上可從病患體內取出，培植成任何臟器，再移植回病患體內，一口氣解決等待臟器與排斥問題，就成為醫學界努力實現的目標。單純的肌肉組織容易用培養皿培植，但內臟因為都是有大量血管的多細胞立體器官，單純的培養皿很難培養成需要的形狀，因此過去是把人類幹細胞植入豬的卵子後，再植入母豬子宮培育，這種作法在道德上爭議很大，雖然能確定培養的器官可以運作，但是否會讓病患受到母豬影響，仍是未知數。而生化3D列印、或稱晶片上的內臟(Organ on a Chip)，由於與機械設備是類似的製程，道德上的爭議就小得多，問題反而在這個內臟移入人體後能否正常運作，還是說只是個形狀相同而不能作用的肉塊，這點尚待更多的動物實驗與臨床實驗，據日經產業(Nikkei Business)報導，相關實驗仍待持續進行。能印出形狀結構與真正心臟一樣的心臟，而且是用機械設備而非其他動物的子宮，讓器官量產更方便，無疑是3D列印與再生醫療技術的重大突破，同時讓製造業有切入醫療產業的新途徑。