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3D打印出完整 “人造心臟”,有細胞、血管和心房心室

熱門推薦: “人造心臟” 3D打印 臨床移植
來源:生物探索
  2019-11-11
首個!3D打印出完整 “人造心臟”,有細胞、血管和心房心室

       當?shù)貢r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(shù),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(fā)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(xiàn)在,這一成果是“重大醫(yī)學突破”,有望變革器官移植。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Advanced Science》期刊。

       世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)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(shù)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。

       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(zhì)(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(fā)育環(huán)境,促使它們分化成心肌細胞和內(nèi)皮細胞。

       隨后,他們結(jié)合CT掃描、數(shù)學模型等技術(shù),分析患者心臟的解剖結(jié)構(gòu),包括心臟的形狀、心房心室的尺寸,構(gòu)建出完整的血管網(wǎng)絡(luò)圖,為三維打印做好準備。

       受限于技術(shù),他們最終只能打造出櫻桃大小的“心臟”,但是這是首個結(jié)構(gòu)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(zhàn),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。”

       他們計劃大約一年后,將這一心臟移植到動物模型體內(nèi)。“也許10年后,世界上的醫(yī)院將會有‘器官打印機’,人造器官移植手術(shù)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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