您的肾脏可能是最难复制的身体部位，但也许医生只需要一个填写的模板。
马萨诸塞州总医院的科学家们已经制造出了一个功能性工程大鼠肾脏，它被清洗干净，移除了原有细胞，并重新播种了新鲜细胞，然后将其移植到一只活体大鼠体内。这个工程肾脏能够产生尿液并通过输尿管排出，并且没有产生任何血栓。
它确实奏效了——产生了尿液——这对于组织工程来说是一个重大的突破，而组织工程面临的最大的挑战可能就是至关重要的肾脏。该团队还清洗了人类和猪的肾脏，尽管那些没有被移植。
肾脏为我们的身体携带大量水分，过滤和吸收营养物质，并转运废物，以便我们排出体外。这需要大量的特化细胞机械：您的每个肾脏约有数百万个称为肾单位的微小结构。这些结构包含微小血管网络，过滤血液中的化学物质和水分。这又会通过另一种称为肾小管的结构，肾小管处理有用的化学物质和废物，产生尿液。这些组件中的每一个都由高度特化的细胞构成，所有这些细胞协同工作，产生尿液并维持您的生命。这是一个极其复杂且迄今为止无法复制的过程：当我们的肾脏衰竭时，我们需要新的肾脏。
目前，约有10万美国人需要肾脏移植，另有50万人依赖透析机，透析机取代了肾脏的功能，通过一套泵和软管过滤患者的全部血液。
科学家们正在研发更小、可植入的透析机，但它们仍在等待临床试验。如果能直接更换器官就更好了，但这需要捐赠者，而捐赠者越来越短缺。医生可以尝试制造新的器官，这是维克森林大学浸信会医疗中心的安东尼·阿塔拉（Anthony Atala）等研究人员的目标。阿塔拉是生物医学3D打印的先驱，几年前他展示了如何3D打印人体肾脏模型。在康奈尔大学，科学家们已经3D打印了新的耳朵。
还有一种方法：医生可以尝试使用一个人自身的细胞来再生肾脏。哈拉尔德·奥特（Harald Ott）及其同事采用了一种在其他组织工程研究中显示出希望的捷径来做到这一点：使用生物支架。
除了产生的尿液是清晰的，这也是这项研究之所以有希望的一个重要原因。它表明，一个结构良好的上层建筑足以再生一个高度复杂的器官及其所有功能——您不必从零开始，也不需要使用金属或生物“墨水”。有了正确的模板和仔细的细胞定位，医生或许就能让陈旧的身体设备焕然一新。
奥特团队从大鼠尸体上借来一个肾脏，用特殊的肥皂将其彻底清洗，洗掉了所有细胞，只剩下细胞外基质。然后，这个幽灵般的苍白支架成为了新细胞重新填充的模具。通过特殊的压力室和细胞培养基，新鲜细胞被诱导进入新的群体。
由于肾脏使用多种细胞类型来产生尿液，研究人员必须小心地将特定类型的细胞沉积在正确的位置，然后再促使它们生长。完成这些之后，研究人员用一种透明液体测试了新结构的肾脏，并测量了它过滤和重新吸收电解质和葡萄糖的能力，从而产生了工程尿液。然后，他们将其放入一只活体大鼠体内，并观察到肾脏再次成功产生了尿液。
工程肾脏未能清除足够的尿素或肌酐（肾功能的关键标志物），并且清除的葡萄糖和一种称为白蛋白的血浆蛋白超出了应有的份额。所以还有一些问题需要解决。但这仍然是一个有希望的迹象，表明损坏的器官可以通过仔细修复和再生而重新使用。
更妙的是，其他一些相对简单的器官复制起来可能不会那么困难。从肾脏实验中获得的经验可以为其他器官支架研究提供新思路，从而研发出新的基于支架的肢体、瓣膜、可能还有肺甚至心脏——无需捐赠者。
该论文发表在本周的《自然医学》杂志上。
