问题——肾病负担加重与“缺肾”矛盾长期存 慢性肾脏病发病率高、进展隐匿，部分患者最终需要透析或移植维持生命；但现实中，可供移植的器官来源有限，等待时间长、匹配难度大。另外，一些候选药物在进入临床阶段才暴露肾毒性风险，不仅推高研发成本，也带来潜在安全隐患。如何在体外更贴近人体环境地评估药物反应、理解疾病进程，并为再生医学提供可扩展的组织基础，成为国际科研关注的方向。 原因——传统模型难以复刻肾脏三维微环境与精细功能 肾脏由大量肾单位构成，其中肾小管负责对滤液中的营养物质与离子进行大量重吸收，是维持体液稳态的关键环节。以往常用的二维细胞培养虽然操作方便，但细胞处于平面环境，难以形成真实的极性结构和屏障功能；部分类器官模型在结构可控性、通量化测试，以及对流体剪切力等生理条件的模拟上仍不完善。这些限制使体外结果与人体反应之间存偏差，影响药物筛选和机制研究的可靠性。 影响——可功能化的小管结构为“从片段到系统”打开通道 据团队介绍，新方法通过模具精确限定结构尺度，在基质材料中打印出中空管道，并将人类活体上皮细胞稳定植入管腔内，使其在持续的营养输入与代谢废物输出条件下长期存活，并表现出接近生理状态的吸收与转运能力。由于肾近端小管是药物性肾损伤的高敏感部位，这个模型有望在可控条件下量化细胞屏障与转运效率等指标，为肾毒性评估提供更接近人体的测试平台。 此外，若结合患者来源细胞，该结构还可用于构建遗传性或代谢对应的肾病的体外模型，帮助研究人员在更接近真实器官的环境中观察病理变化与药物干预效果，从而提高新药研发的针对性与成功率。 对策——向临床转化仍需在标准、规模与安全性上补齐短板 业内人士指出，从“实验室模型”走向“可推广工具”仍需多方推进：一是建立可重复的制造与评价标准，明确细胞来源、材料生物相容性、功能读出指标和质量控制流程，保证不同实验室和不同批次之间结果可比；二是提升系统复杂度，引入足细胞、血管内皮细胞、间质细胞等关键组成，并与微血管网络耦合，改善供氧与物质交换；三是推进规模化与高通量应用，例如借助微流控将多个微型结构并联形成“器官阵列”，降低单次实验成本、缩短筛选周期；四是同步完善伦理与监管讨论，明确细胞来源、数据使用与潜在临床用途的边界，为后续转化预留制度空间。 前景——从单段小管到肾单位，再到可移植组织仍需循序渐进 研究团队下一阶段将重点推进两条路线：一上增加细胞类型与组织层级，向更完整的“肾单位”逼近；另一方面通过阵列化与并联流体系统，提高药物筛选的通量与稳定性。多位科研人员认为，体外构建可移植的“第二肾脏”仍面临血管化、免疫相容与长期功能稳定等挑战，但以可控制造的小管结构为起点，有助于将复杂器官拆解为可验证、可迭代的工程模块，推动肾脏再生医学从概念探索走向系统集成。
这项研究表明，跨学科技术正为肾脏疾病研究与药物开发提供更接近人体的实验工具。从毫米级的肾小管结构出发，科学家正尝试把关键功能逐步拼接成更完整的组织体系。面对全球器官短缺该长期难题，生物3D打印展示了在构建可用组织、改进药物安全评估上的潜力，也让“按需制造”可移植器官的目标向前迈更。