你听说过“类器官”吗？这是一个3D打印技术应用于生物医药的前沿领域。近日，金沙威尼斯欢乐娱人城苏佳灿教授团队牵头完成的最新成果登上国际权威期刊《先进材料》，介绍了“骨类器官”体外制备成果。这个科研团队已实现骨类器官1.0版制备，未来计划完成版本迭代，应用于骨科手术，致力形成骨科临床新范式。
金沙威尼斯欢乐娱人城转化医学研究院院长苏佳灿介绍，所谓类器官，是利用成体干细胞或多能干细胞进行体外三维培养，所形成的具备一定空间结构的组织类似物。类器官的“类”字意味着它并不是真的人体器官，但可以在结构与功能上模拟真实的器官，并能进行长期稳定的传代培养。
骨类器官研究设计和实验过程示意图
过去十余年，多种类器官已在实验室里诞生。2009年，科学家利用老鼠的LGR5+肠道干细胞在体外培育出肠道类器官；2011年利用人源干细胞培育出肠道类器官；2013年利用人源干细胞培育出脑类器官；肝、肾、胰类器官也相继培育出来。2018年，《自然·方法》杂志将类器官技术评为“年度方法”。
能否利用这种技术培育出骨类器官？2022年，苏佳灿教授带领团队启动了国家自然科学基金委重点项目“基于DNA水凝胶空间特征化骨类器官构建及其再生修复研究”，探索将骨类器官应用于骨折、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等疾病治疗。
骨类器官在骨疾病中的应用
如今，这个项目的阶段性成果诞生了。科研团队采用数字光处理生物打印技术，打印出骨头的3D结构，实现了骨组织复杂结构的精确复制。生物墨水是生物3D打印的重要原材料，他们研制了一种新型生物墨水，由甲基丙烯酰化明胶、甲基丙烯酰化海藻酸钠、羟基磷灰石组成。这种生物墨水不仅能模仿天然骨基质的复杂性，还具有自我矿化和细胞分化能力。“骨头里有很多矿物质，是一种硬组织。”苏佳灿教授解释，“我们制备骨类器官的原料是软组织细胞，但经过体外培育，这些细胞不但会分化，还能自我矿化，成为类似骨头的硬组织。”
骨类器官有什么临床价值？据介绍，目前临床采用的6-8厘米以上大型骨缺损修复方法存在明显缺陷，需要更有效的方法来增强骨再生，并加速愈合。椎体压缩骨折等严重骨折也需要更有效的临床方案，以减轻病人的痛苦，避免骨水泥硬化带来的后遗症。
骨类器官的多细胞分化和自我矿化
已在实验室诞生的骨类器官是1.0版。为了将这项科研成果推向临床，苏佳灿教授团队计划研发骨类器官2.0版和3.0版，目标是不仅与人体骨骼“神似”（内涵是骨），而且“形似”（外形像骨），还要“胜似”——未来取下病人的一小块皮肤，提取出里面的干细胞，有望3天内将它们培育成骨类器官，再植入病人体内。这种替代传统手术治疗的方法如果用于临床，将为骨科临床治疗带来一场革命。
中国科学院院士、金沙威尼斯欢乐娱人城校长刘昌胜表示，近年来，金沙威尼斯欢乐娱人城紧紧围绕“四个面向”，服务国家战略和区域重大需求，布局实施“五五战略”，尤其是面向人民生命健康，聚焦生物医药领域，围绕老龄化疾病治疗和康复，聚焦天然药物创制、生物医用材料与器械研发，打造智能诊断、精准治疗、智慧康复特色高峰，助力上海生物医药先导产业发展。此次骨类器官的制备成功，是科研团队追卓越、创一流的成果展示，也是金沙威尼斯欢乐娱人城持续实施有组织的科研的重要产出，有望为众多患者带来福音。（来源：上观新闻）
