2023-07-24 09:58:29 國家公務員考試網 //www.naichajmpt.cn/gwy/
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文章來源:華圖教育
復合題
近日,特拉維夫大學宣布該學校實驗室3D打印出了一顆“心臟”,該心臟不僅具有外形,還有細胞、血管和其他支撐結構,甚至可以像心臟一樣收縮,但長度只有2.5厘米。該實驗團隊負責人說:“與過去相比,這項研究成果的突破點在于,這不僅是一個外觀打印的心臟,而且是世界上第一個利用患者自己的細胞和生物材料3D打印出的三維血管化的工程心臟,也就是具有血管組織的三維人造心臟。”而在此之前,科學家只成功打印出沒有血管的簡單組織。
負責人補充道:“打印心臟的原料是從病人身上提取而來。我們從網膜組織中提取細胞,對其進行編輯,使之成為干細胞,再將其轉化為心肌細胞和內皮細胞。另外,提取非細胞組織,轉變為一種‘個人特有的凝膠’來充當打印‘墨水’,這些由糖和蛋白質構成的材料能夠用于3D打印復雜的組織模型。隨后利用組織工程學的原理,在支架中填充細胞,以此讓細胞得以更好地再生。”他說,該實驗室使用的“打印原料”和“黏合膠水”來源于患者自身,對于成功構建組織和器官至關重要,這意味著由此打印出的心臟移植進本人身體后不會產生排異反應。而目前心臟移植術后的死亡率居高不下,主要與排異反應有關。
如此看來,若特拉維夫大學的技術手段能在未來的人體試驗階段被證明有效,并在一定程度上解決排異問題,那確實將會是一個很大的突破。
心臟體積大、細胞種類繁多,全體心肌細胞需要幾乎同時收縮,才具有功能。心臟的跳動是因為心肌細胞都被緊密地連在一起,細胞產生的電信號使大批心肌細胞共同收縮。而且為使兩個心房和兩個心室協同收縮,心臟本身還有一套特殊的傳導系統。雖然在體外生產幾千萬個心肌細胞并不困難,但是即便心臟被3D打印出來了,能不能跳是一回事,到底怎么跳則是另一回事。以臨床病癥為例,心室纖顫就是因為心肌細胞不能同步跳動。一旦跳動不同步,心臟就會瞬間失去泵血功能,導致病人死亡。
特拉維夫大學此次打印出的心臟,還未能使大批細胞同步跳動并產生足夠的力量。該負責人對此次實驗的一些遺憾也并不諱言,“受限于我們3D打印機精度的問題,目前還不能打印出心臟上的所有血管,而且該心臟也不具有泵血功能”。3D打印出的這顆心臟,距離應用于動物實驗,也長路漫漫。
那么,為何特拉維夫大學團隊打印出的心臟不能整齊地跳動?3D打印一個心臟到底難在哪里?答案與地球重力有關。“3D打印的黏附力不足以支撐心臟或腎臟這種大器官,地球重力會造成細胞間的撕裂”,哈佛大學一位研究員說,“生物3D打印的核心問題就是要解決生物材料和重力對3D打印細胞的影響”。
生物3D打印小型器官模型是可行的,一旦打印真實尺寸的器官模型,由于細胞間的支撐力和黏合力有限,可能出現兩個后果:一是下層細胞因受到上層細胞越來越大的壓力而垮塌;一是即便沒有垮塌,在轉移過程中,上層細胞也會因無法承受下層細胞的重量而產生撕裂。
總而言之,由于重力的存在,3D打印心臟的細胞間缺乏緊密聯系,這會影響心臟的跳動,該心臟也就無法具有正常的泵血功能。但是,即便重力問題解決了,心臟可以整齊跳動了,3D打印心臟仍有難題未能克服——只有血液源源不斷供給,打印的器官或組織才能長時間存活。如何建立血管網絡,還沒有明確的答案,________________。心臟本身需要全身血液的10%左右來供養,一旦離開血液,所有器官都只能在4℃低溫的狀態下“熬著”,如果打印細胞需要37℃體溫,幾乎沒有時間完成打印,因為先打上的細胞在打印還沒完成時就會因缺氧而死去。這一切都還有待進一步研究。
(單選題)文中提到的生物3D打印技術如果最終成熟,能為患有下列哪種疾病的病人帶來福音?
A.尿毒癥
B.白化病
C.登革熱
D.紅綠色盲
正確答案:A
解析
第一步,分析文章,將選項與原文一一對應。
第二步,辨析選項。根據第二段“該實驗中使用的‘打印原料’和‘黏合膠水’來源于患者自身,對于成功構建組織和器官至關重要,這意味著因此打印出的心臟移植進本人身體后不會產生排異反應”和第六段“3D打印的黏附力不足以支撐心臟或腎臟這種大器官,地球重力會造成細胞間的撕裂”可知,該項生物3D打印技術如果最終成熟,能夠打印心臟或腎臟這種大器官,成功構建組織和器官。A項“尿毒癥”是各種腎臟病導致腎臟功能漸進性不可逆性減退,直至功能喪失所出現的一系列癥狀和代謝紊亂所組成的臨床綜合征,簡稱慢性腎衰。慢性腎衰的終末期即為人們常說的尿毒癥,此癥需要換腎,符合文意。B項“白化病”是遺傳性白斑病;D項“紅綠色盲”是部分色盲,分為紅色盲和綠色盲,為伴X染色體隱性遺傳病。兩項均為遺傳病,不符合文意。C項“登革熱”是登革病毒經蚊媒傳播引起的急性蟲媒傳染病,不符合文意。
因此,選擇A選項。
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(編輯:阿正)華圖教育兔小妹
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