世界首个3D打印心脏制成 尚无法用于人体移植手术

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  • 来源:伦之
原标题:美媒:科研人员用患者细胞制造出世界首个3D打印心脏

参考消息网4月17日报道 美媒称,利用患者的细胞和生物材料,以色列特拉维夫大学的研究人员首次实现了心脏3D打印。

据合众国际社网站4月15日报道,过去,科学家曾使用患者的细胞制造出人工心脏和经生物工程改造的组织。但这项最新的壮举是科学家首次用生物材料制造出复杂器官。

研究负责人、特拉维夫大学细胞生物学教授和材料科学家塔勒·德维尔在新闻稿中说:“这是世界上首次有人成功设计和打印出带有完备细胞、血管、心室和心房的完整心脏。”

报道称,这一概念验证性成果可为新型器官移植方法铺平道路。对于晚期心力衰竭的患者来说,心脏移植是唯一的治疗办法。但目前缺乏捐献心脏的人。

德维尔说:“这个心脏是由人类细胞和患者特有的生物材料制成的。我们在制作过程中把这些材料当作生物油墨。生物油墨是由糖和蛋白质构成的物质,可以在3D打印中使用,打印出复杂的组织模型。我们的研究结果证明,我们的方法有潜力在未来被用作设计制造出某人专属的组织和替换器官。”

科研人员此次打印出来的心脏无法用于人体移植手术。尽管这个心脏已完全血管化,但其大小仅相当于兔子的心脏。

德维尔说:“不过,更大的人类心脏需要的是同样的技术。”

研究人员本周在德国《先进科学》杂志上详细介绍了他们的突破。

为了制造用于打印心脏的生物油墨,科研人员从一名患者身上提取了脂肪细胞,把脂肪细胞重新编辑成多能干细胞,然后将这些干细胞分化为心脏细胞和内皮细胞(构成了血管内部)。科研人员把分化的细胞混合在一起,形成生物油墨,然后用专门的3D打印机将生物油墨分层打印到台上,形成一颗小心脏。

德维尔说:“这样设计制造出的材料,其生物适合性对于避免产生排异反应至关重要,排异反应会危及此类治疗方法的成功。理想情况下,生物材料应该与患者自身的组织拥有同样的生化、力学和局部特性。在这里,我们可以报告一个简单的方法,3D打印出厚实、血管化和可灌注的心脏组织,这些组织能够完全匹配患者的免疫、细胞、生化和解剖特性。”

报道称,尽管这个心脏的细胞现在可以收缩,但它们并不同步,也无法完全发挥作用。科研人员需要更好地设计3D打印的心脏以及心脏的各个部分和细胞,以协调它们的运动,让打印出来的心脏不仅看起来像真的心脏,还能像真的心脏一样发挥作用。

研究人员如果能够打印出一个发挥应有作用的心脏,他们就可以开始在真正的动物模型上测试这项技术。

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