3D生物打印技術最新動態 3D心髒具備收縮功能
發布時間： 2019-07-02發布者： 瀏覽量： 1182
最近，以色列特維拉夫大學的科研人員使用人體組織製造出了世界上第一顆3D打印心髒，給需要通過“換心”來延續生命的晚期心衰患者帶來了新希望。
自上世紀60年代前後的首例腎髒和心髒移植手術相繼成功以來，器官移植的臨床技術日臻完善，手術成功率也在不斷提高。然而在很多國家，器官等待者和捐獻者的數量相差很大。即便有幸等到合適的器官並成功移植，術後的排異反應也仍然會對患者生命構成威脅。多年來，實現器官的完全“複製”，成了醫學界的夢想。
2010年，全球首台生物打印機使用培養的人體細胞製造出首例血管，使得3D打印人體器官成為可能。2013年，一位心髒病專家完成了第一顆3D打印“心髒”，不僅外觀與患者心髒高度吻合，還能夠怦怦跳動。不過，這個用塑料製成的“心髒”，僅可用於研究手術方案。確切地說，它隻是一個“心髒模型”。
最新打印出來的這顆3D心髒不僅有細胞、心室和心房，還有著縱橫交錯的血管。本次打印所用的“墨水”，源於患者體內提取的脂肪組織。其中，分離出的細胞在經過編輯之後成為誘導多能幹細胞，之後又分化出構成心髒主體的心肌細胞和構成血管的內皮細胞。分離出的非細胞成分則被轉化為了“個性化凝膠”，它如同蓋房子的“水泥”，能夠固定細胞的位置，並起到細胞外基質的作用，促進這些“小磚頭”發育生長，建立連接，最終重組為功能器官。由於打印“原料”來自患者自身，因此不用擔心排異反應的發生。
不過，這顆3D心髒目前僅具備收縮功能，研究人員還需通過進一步的培養，“教”會心髒細胞協同工作以實現泵血功能，之後再進行動物移植實驗。距離真正應用於人類心髒移植，還需要做更多的工作。除了心肌細胞和血管之外，心髒還包括成纖維細胞、神經細胞、脂肪等，如何調和不同種類細胞的生長環境尚有待研究。此外，由於心髒掃描技術和打印機的分辨率有限，目前還不能打印出心髒中的所有血管。
器官移植不僅包括心髒，還包括肝髒、腎髒等。此次研究人員在器官打印方麵嚐試著“啃了塊最硬的骨頭”。
從術前分析所用的醫學模型到植入人體的鈦合金骨骼，從簡單的組織再到功能複雜的器官，科研人員在生物打印領域不斷實現新突破，也給患者帶去了新希望。