首個!3D打印出完整 “人造心臟”,有細胞、血管和心房心室
2019/04/20
3D打印心臟移植或許不那么遙遠。

 

 

櫻桃大小的“人造心臟”(圖片來源:特拉維夫大學)

當地時間這周一,來自以色列特拉維夫大學的科學家們利用3D打印技術,造出一顆mini版“心臟”,更驚喜的是,這一“人工心臟”具有細胞、血管、心室和心房。

雖然這一人工心臟很小,類似于兔子心臟的大小,但是科學家們希望沿著這一突破,未來有一天能夠研發出適合臨床移植的“人造心臟”,以及能夠契合、修復有缺陷心臟的“補丁”。

團隊負責人Tal Dvir表示,過去已有3D打印心臟的嘗試,但是并不能包含細胞或者血管?,F在,這一成果是“重大醫學突破”,有望變革器官移植。相關研究成果發表在《Advanced Science》期刊。


https://doi.org/10.1002/advs.201900344

世界衛生組織數據顯示,心血管疾病是世界上最主要的死亡原因,目前移植手術是病情嚴重患者唯一的退路,但是捐贈者(器官來源)有限。即便配型成功,異體移植還面臨著免疫排斥的風險。

為了解決這些難點,團隊負責人Tal Dvir選擇以患者自身的脂肪組織為“墨水”,進行人工心臟的打印,這可以消除外源植入物被排斥的風險。


3D打印心臟的過程圖(圖片來源:期刊)

首先,研究團隊會對患者的脂肪組織進行活組織檢查,分理處其中的細胞,將它們重編程成多能干細胞。同時,利用細胞外基質(主要是膠原蛋白、糖蛋白)合成個性化的“水凝膠”。

這些水凝膠會給多能干細胞提供良好的發育環境,促使它們分化成心肌細胞和內皮細胞。

隨后,他們結合CT掃描、數學模型等技術,分析患者心臟的解剖結構,包括心臟的形狀、心房心室的尺寸,構建出完整的血管網絡圖,為三維打印做好準備。

財經頻道報道3D打印“人造心臟”新聞視頻

視頻地址:https://v.qq.com/x/page/z08615wmni7.html

受限于技術,他們最終只能打造出櫻桃大小的“心臟”,但是這是首個結構完整的人造心臟,可以收縮,但是不能像正常心臟那樣搏動。

Tal Dvir 表示:“我們依然面臨很多挑戰,3D打印機也受其分辨率大小的限制,而且暫時無法打印所有的小血管?!?/p>

他們計劃大約一年后,將這一心臟移植到動物模型體內?!耙苍S10年后,世界上最好的醫院將會有‘器官打印機’,人造器官移植手術將會定期進行?!?Tal Dvir預期道。

參考資料:

【1】'First' 3-D print of heart with human tissue, vessels unveiled

【2】3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts


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