首个！3D打印出完整 “人造心脏”，有细胞、血管和心房心室

 

樱桃大小的“人造心脏”

当地时间这周一，来自以色列特拉维夫大学的科学家们利用3D打印技术，造出一颗mini版“心脏”，更惊喜的是，这一“人工心脏”具有细胞、血管、心室和心房。

虽然这一人工心脏很小，类似于兔子心脏的大小，但是科学家们希望沿着这一突破，未来有一天能够研发出适合临床移植的“人造心脏”，以及能够契合、修复有缺陷心脏的“补丁”。

团队负责人Tal Dvir表示，过去已有3D打印心脏的尝试，但是并不能包含细胞或者血管。现在，这一成果是“重大医学突破”，有望变革器官移植。相关研究成果发表在《Advanced Science》期刊。

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

世界卫生组织数据显示，心血管疾病是世界上最主要的死亡原因，目前移植手术是病情严重患者唯一的退路，但是捐赠者（器官来源）有限。即便配型成功，异体移植还面临着免疫排斥的风险。

为了解决这些难点，团队负责人Tal Dvir选择以患者自身的脂肪组织为“墨水”，进行人工心脏的打印，这可以消除外源植入物被排斥的风险。

3D打印心脏的过程图（图片来源：期刊）

首先，研究团队会对患者的脂肪组织进行活组织检查，分理处其中的细胞，将它们重编程成多能干细胞。同时，利用细胞外基质（主要是胶原蛋白、糖蛋白）合成个性化的“水凝胶”。

这些水凝胶会给多能干细胞提供良好的发育环境，促使它们分化成心肌细胞和内皮细胞。

随后，他们结合CT扫描、数学模型等技术，分析患者心脏的解剖结构，包括心脏的形状、心房心室的尺寸，构建出完整的血管网络图，为三维打印做好准备。

财经频道报道3D打印“人造心脏”新闻视频

受限于技术，他们最终只能打造出樱桃大小的“心脏”，但是这是首个结构完整的人造心脏，可以收缩，但是不能像正常心脏那样搏动。

Tal Dvir 表示：“我们依然面临很多挑战，3D打印机也受其分辨率大小的限制，而且暂时无法打印所有的小血管。”

他们计划大约一年后，将这一心脏移植到动物模型体内。“也许10年后，世界上最好的医院将会有‘器官打印机’，人造器官移植手术将会定期进行。” Tal Dvir预期道。

End

参考资料：

[1] 'First' 3-D print of heart with human tissue, vessels unveiled

[2]  3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts