對於海星或蠑螈等以其再生「超能力」而聞名的生物來說，重新長出缺失的肢體並不是什麼大不了的事。
但人類呢？
您體內的各個細胞在磨損時會不斷被更換。例如，皮膚的外層脫落大約每四個星期。
然而，再生完整的器官和身體部位超出了人類生物學的範圍。儘管如此，近年來，科學家們已經成功培育出一系列複製品人體部位在實驗室裡。這些包括微型器官，或類器官，從幹細胞中生長出來，並且器官晶片模型中，來自特定組織的細胞在信用卡大小的裝置上生長，模擬體內器官的生理條件。
這些方法使科學家能夠以動物模型不可能達到的精確度來研究健康和疾病期間的人體器官。因此，希望他們能夠幫助加快新藥開發。
以下是一些最近的例子。
輸卵管
2015年，科學家在實驗室培養皿中使用幹細胞來培養人類輸卵管最內層的細胞層，輸卵管是連接卵巢和子宮的結構。在隨附的陳述研究人員將所得的類器官描述為具有真實的全尺寸輸卵管的特徵，例如其特徵形狀。他們甚至能夠識別類器官持續生長所需的兩個訊號通路，這意味著科學家可以對它們進行更長的研究。
腦
過去十年，研究人員在實驗室中開發了越來越複雜的微型 3D 版本的人腦，或「迷你大腦」。科學家已經製作出迷你模型人類胚胎腦和脊髓，有自己的迷你大腦自己的一雙眼睛和專門生長的模型胎兒腦組織。大腦類器官甚至在太空中生長，以研究加速老化和神經系統疾病的發展，例如阿茲海默症。
心
2024年，科學家利用幹細胞進行生長實驗室裡的迷你人類心臟。這些複製心臟比一粒米還小，具有血管和人類心臟中常見的所有細胞類型。他們甚至像真的一樣跳動。
另外，研究人員還在開發所謂的晶片心臟設備學習心臟病，以及如何心受傷後痊癒，並評估新藥的安全性和有效性。此類模型也曾被發送到太空破解微重力如何影響心臟。
腎
2015年,科學家在實驗室裡培養了一個迷你腎臟。這種類器官包含人類腎臟中發現的所有不同細胞類型，是使用生長誘導化學物質的組合從幹細胞中生長出來的。在相關研究中開發它的團隊表示，它類似於發育中胎兒的腎臟，可用於藥物測試。陳述。
肺
研究人員成長了實驗室中的 3D 肺類器官發展出稱為支氣管的氣道結構和稱為肺泡的小肺囊。
“這些微型肺可以模仿真實組織的反應，並將成為研究器官如何隨著疾病形成和變化以及它們如何對新藥物做出反應的良好模型，”賈森·斯彭斯共同高級研究作者、密西根大學醫學院內科、生物醫學工程以及細胞和發育生物學教授在一份報告中說陳述。微型肺在實驗室中存活了 100 多天。
胃
2014年，科學家在實驗室培養皿中培育出迷你胃。這些類器官需要大約一個月的時間才能發育並形成“橢圓形的中空結構”，其內部有褶皺，就像在人類胃中看到的那樣，吉姆威爾斯是它的開發者之一，也是辛辛那提兒童醫院醫學中心的發育生物學教授，告訴生活科學。
這些小胃的直徑約為 0.1 英吋（3 毫米），對於科學家研究某種名為「細菌」的細菌的影響特別有幫助。幽門螺旋桿菌這導致胃病，威爾斯說。
這是因為幽門螺旋桿菌他說，動物受試者的行為與人類不同。
陰道
2014年，一項研究發表在雜誌上柳葉刀描述了成功移植實驗室培養的陰道在四名 13 歲至 18 歲之間的青少年患者身上進行了實驗。它們被移植到患者體內，希望能夠矯正陰道和子宮缺失或發育不全的先天性缺陷。
研究小組報告說，移植手術後的八年裡，這些青少年每年都會接受檢查，在此期間，器官功能正常，可以進行無痛性交。
近十年後，科學家們開發了世界上第一個“陰道晶片該裝置長約 1 英吋（2.54 公分），含有活的人類細胞，可接種通常存在於人類陰道中的細菌。
陰莖
科學家們也在實驗室中利用兔子的細胞培養了陰莖勃起組織。實驗室培育的陰莖2014年開發，可以移植到雄性兔子體內，雄性兔子隨後成功交配。目的是這些陰莖類器官可以提供給腹股溝受傷或先天畸形的男性，例如在戰鬥中受傷的士兵。
然而，當時研究仍處於實驗階段，需要美國食品藥物管理局（FDA）的批准，團隊才能擴展其工作並納入人體組織和受試者。
耳朵
科學家已經3D列印人耳它們是由活細胞在耳形模具周圍生長約三個月製成的。該模具是透過使用 3D 軟體對兒童的耳朵進行建模，然後將模型發送到 3D 列印機來創建的。
然後，研究人員在 3D 列印模具中植入活牛耳細胞混合物以及來自鼠尾的膠原蛋白，以支持細胞生長。然後，將人造耳植入老鼠體內一到三個月，同時科學家評估這些器官在生長過程中大小和形狀的變化。下一步將研究人類耳細胞的使用，而不是牛耳細胞。希望最終能夠為患有先天性耳聾的兒童製造出一隻替代耳朵。小耳畸形，一種先天性畸形，外耳發育不正常，通常導致聽力損失。
冒號
2024年，科學家創造了逼真的 3D“小冒號”來自小鼠幹細胞，這些細胞在實驗室培養皿中使用生長誘導化學物質來刺激成熟。
然後，研究小組透過打開組織中特定的癌症相關基因，在類器官中引發大腸直腸癌。這些腫瘤可以在實驗室培養皿中生長數週，類似於小鼠觀察到的癌症。這使得研究人員比以往更詳細地研究疾病的發展。
接下來，該團隊計劃使用大腸直腸癌患者的細胞來培養這些小冒號，以使這項工作更適用於人類。
睪丸
微型 3D 版本的睪丸也出現在科學家在實驗室培育的身體部位清單中。
類器官首次生長2024年 在生長誘導化學物質的幫助下從小鼠細胞中提取。它們在實驗室培養皿中存活了長達九週，並且看起來非常像真實的東西。研究人員表示，這些類器官可用於研究睪丸功能受到阻礙的情況，例如性發展障礙和男性不孕症。
胎盤
科學家還在實驗室中模擬了胎盤，以研究該器官在懷孕期間如何發育以及導致嚴重併發症的原因。
2018年，科學家們創造了由多種細胞和器官結構組成的3D微型胎盤。這些類器官甚至分泌可以產生正面結果的激素在非處方妊娠測試中，研究人員發現。
六年後，同一個團隊使用了一個稍微更先進的模型來識別對生命至關重要的蛋白質。胎盤健康發育。這些蛋白質會影響血流和胎盤在子宮中的植入。多了解其功能障礙可以為妊娠期疾病提供重要的見解，例如子癇前症，團隊表示。
結膜
研究人員製作了眼睛的 3D 模型透明的保護性外膜— 一種稱為結膜的結構。
這個類器官是使用來自器官捐贈者和接受眼科手術的患者提供的結膜組織幹細胞創建的。該類器官包含通常在人類結膜中發現的所有不同類型的細胞，包括產生富含黏液的眼淚所需的細胞。它甚至含有一種以前在結膜中未發現的表面細胞，但已被證實。與過敏有關。
隨著進一步的發展，研究人員希望這種類器官最終能夠用於為眼睛燒傷或癌症患者製造替代結膜。
科學家們也開發出了一種生長方法視網膜 3D 模型，或眼睛後部的感光區域，以快速且一致的方式。這些類器官可用於開發新療法研究小組表示，對於視網膜退化性疾病。
血管
實驗室培育的身體部位清單中的另一個新成員是血管。 2024年，科學家創造了“血管晶片「它模仿了血管的形狀並展示了血液如何流經血管。
此 3D 模型包含排列人體血管的細胞以及支撐它們的物理框架。
研究團隊希望將其用於研究蛇毒的潛在致命影響，並加速新型抗蛇毒血清的開發。
瘤
科學家也在實驗室中模擬了人類腫瘤。2024年，例如，一個研究小組培育了以下類器官：膠質母細胞瘤，這是最具侵襲性的腦癌類型。他們使用這些模型快速且準確地測試這些類型的腫瘤如何反應CAR T細胞療法— 一種涉及重新編程患者的治療免疫系統來攻擊癌細胞。
研究小組在報告中表示，此類模型很有用，因為很難在細胞層面準確測量患者對特定癌症治療的反應。陳述。這是因為你無法從大腦中獲取常規組織樣本，並且很難區分腫瘤生長和與治療相關的發炎。磁振造影（核磁共振）掃描，他們說。
