編者按：本文來(lái)自“愛(ài)范兒”，作者 吳志奇，36氪經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)。

3D 打印界又迎來(lái)了一次重大突破。

4 月 15 日，特拉維夫大學(xué)的研究人員使用患者自己的細(xì)胞和生物材料「打印」了世界上第一個(gè) 3D 血管化心臟，并在《Advanced Science》中發(fā)表了研究成果。

這也是第一次有人成功設(shè)計(jì)和「打印」了充滿(mǎn)細(xì)胞、血管、心室的完整心臟。

據(jù)世衛(wèi)組織（WTO）數(shù)據(jù)，心血管疾病是全球造成死亡最多的病因，而心臟移植是目前終末期心力衰竭患者唯一可用的治療方法，但心臟捐獻(xiàn)者嚴(yán)重短缺。

這次的成果意味著，心臟移植將能夠人工完成，心臟病患者未來(lái)也不會(huì)在死亡倒計(jì)時(shí)一天天臨近時(shí)，只能等待著心臟捐獻(xiàn)帶來(lái)的渺茫希望。

在這之前，再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家只能通過(guò) 3D 技術(shù)打印出沒(méi)有血管的簡(jiǎn)單組織，以促進(jìn)心臟更完全地愈合。

▲ 生物醫(yī)學(xué)工程副教授 Brenda Ogle（右）和博士生 Molly Kupfer，給老鼠加上打印出的心臟貼片

而這次是人體細(xì)胞和患者特異性生物材料制成的一個(gè)完整心臟。

研究人員通過(guò)從志愿患者身體取出一份脂肪樣本，然后將脂肪分離成細(xì)胞和非細(xì)胞材料，隨后細(xì)胞被編程為多能干細(xì)胞（一類(lèi)具有自我更新、自我復(fù)制能力的多潛能細(xì)胞，能分化成任何類(lèi)型的體細(xì)胞），而非細(xì)胞材料（主要由膠原蛋白和糖蛋白組成）就被制成水凝膠，相當(dāng)于印刷的「墨水」。

▲ 圖片來(lái)自：特拉維夫大學(xué)官網(wǎng)

在與水凝膠混合后，細(xì)胞被分化成心臟或內(nèi)皮細(xì)胞（后者是排列血管內(nèi)表面的細(xì)胞），隨后 3D 生物打印機(jī)就能夠逐層構(gòu)建生物組織，產(chǎn)生與患者特異性免疫相容的心臟貼片，通過(guò)CT 掃描技術(shù)勾勒心臟形狀、血管結(jié)構(gòu)，最后，「打印」出整個(gè)心臟。

▲ 3D 打印心臟過(guò)程（APP用戶(hù)請(qǐng)?jiān)跒g覽器中打開(kāi)文章鏈接查看動(dòng)圖）

雖然目前打印的器官還只有兔子心臟大小，但它擁有與人類(lèi)心臟相同的腔室和血管，后續(xù)可以利用相同的過(guò)程創(chuàng)建真正的人類(lèi)心臟。而這次使用患者自己「原生」的生物材料，消除了植入物被免疫系統(tǒng)排斥的風(fēng)險(xiǎn)，也是研究成功至關(guān)重要和創(chuàng)新的一點(diǎn)。

主導(dǎo)該研究的 Tal Dvir 教授表示：

過(guò)去人們已經(jīng)設(shè)法對(duì)心臟結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維打印，但不能用細(xì)胞或血管進(jìn)行三維打印。我們的研究結(jié)果證明了我們?cè)谖磥?lái)設(shè)計(jì)個(gè)性化組織和器官的方法的潛力。

所以，這也為未來(lái)的器官和組織移植鋪平了道路。

盡管 3D 打印被認(rèn)為是用于設(shè)計(jì)整個(gè)器官的有前景的方法，但仍存在著很多艱難的挑戰(zhàn)，主要在于器官的高細(xì)胞數(shù)、長(zhǎng)期培養(yǎng)、生化生長(zhǎng)，以及科研和商業(yè)化的價(jià)格高昂等方面。這顆「印刷心臟」也需要進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)，比如抽水能力、搏動(dòng)泵血與身體的協(xié)作能力等等。

▲ Tal Dvir 教授

研究人員正在實(shí)驗(yàn)室中繼續(xù)培養(yǎng)印刷的心臟，也計(jì)劃在動(dòng)物模型中移植 3D 打印的心臟，證明它確實(shí)可行且能夠普及，并希望測(cè)試在 1-2 年內(nèi)完成。

病魔總是無(wú)法預(yù)料地出現(xiàn)在一個(gè)又一個(gè)家庭，而人們?cè)谛呐K病這種重大疾病面前更顯無(wú)力和脆弱。但此刻，未來(lái)醫(yī)院都將有器官打印機(jī)的那一天，或許離我們又更近了一些。

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