以色列特拉維夫大學研究人員15日宣布，他們成功以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例。他們利用患者細胞和生物材料，首次成功設(shè)計和打印出充滿細胞、血管并有心室和心房的完整心臟。而此前打印出的心臟結(jié)構(gòu)，只是無血管的簡單組織。

  研究人員當天在以色列中部城市特拉維夫舉行發(fā)布會，展示了這顆3D心臟，并表示這是一項“重大醫(yī)學突破”，為未來打印可用于移植的心臟提供了可能。

重大突破：這顆“心”很完整

研究項目負責人、特拉維夫大學教授塔勒·德維爾說，過去研究人員只成功3D打印出沒有血管的“簡單”心臟，而他們此次借助病人自身的組織和血管，3D打印出了擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟。

  量身定做：原材料來自人體組織

  由于3D心臟的組織和細胞來自病人自身，移植后有望顯著降低受體排異反應。

  德維爾表示，使用患者自身組織作為“原材料”，“患者將不再需要一直等待或服用藥物來防止排異反應。相反，這項技術(shù)能將患者所需的器官打印出來，且能為病人量身定做?！?/span>

  另一方面，這一研究給心力衰竭患者帶來“福音”。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，心血管疾病是全球?qū)е滤劳龅闹匾?。而目前對于病情嚴重的病人來說，器官移植是唯一的選擇。在美國，需心臟移植的患者等候期可達6個月或更長，不少患者在期待之中死去。  德維爾說，希望在未來十年內(nèi)，全球最好的醫(yī)院都擁有人體器官3D打印機，能夠常規(guī)地為患者打印器官進行移植手術(shù)。他也表示，醫(yī)院可能會從比心臟更簡單的器官開始。

打印過程：耗時約３小時

研究項目帶頭人塔爾·德維爾解釋說，他們3D打印的人工心臟是以人體細胞和具患者特異性的生物材料作為生物打印原料制成的。研究中，首先從患者身上取得活檢脂肪組織，然后將其中的細胞分離出來。這些細胞被重新編程為多能干細胞后，有效地分化成了心臟細胞或內(nèi)皮細胞。接下來，將膠原蛋白和糖蛋白等細胞外基質(zhì)（ECM）加工成個性化的水凝膠，制成“生物墨水”，然后將分化的細胞與其混合，用于打印具有患者特異性、無排異性的帶血管的心臟組成部分，最終獲得完整的心臟。

  當天展示的3D心臟，打印耗時約3個小時，大小約是人類心臟的百分之一。德維爾說，打印與人類心臟大小相當?shù)男呐K所需技術(shù)基本相同。

后續(xù)研究：讓它成為“真正跳動的心臟”

目前這顆心臟并不能“正常工作”。德維爾表示，“當前，細胞可以收縮，但不具備泵血能力?！逼渌夹g(shù)難題還包括如何制造與人體心臟同樣大小的心臟；如何打印全部細小的血管。

  在現(xiàn)階段，特拉維夫大學研發(fā)的3D打印心臟的大小僅適合兔子。研究人員說，他們接下來將在實驗室培養(yǎng)3D心臟，“教會”這些人造心臟如何像真正的心臟一樣“工作”，希望大約一年后把打印心臟移植到動物體內(nèi)進行測試。 

  專家解讀： 用3D打印“真心”，還有很長的路

  南京醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院副院長、心血管病中心主任李慶國表示，這顆小心臟確實是3D打印生物工程在心臟方面的一個突破。

  李慶國表示，目前臨床上使用較多的3D打印，主要是基于醫(yī)學影像來還原患者心臟、骨骼等病變器官的樣子，使原本平面的醫(yī)學檢查立體化，讓病人和醫(yī)生更為直觀地觀察與溝通，并根據(jù)模型反映的實際情況量身定做手術(shù)方案，保證手術(shù)精度。這其實是比較簡單的技術(shù)。

  真正3D打印出器官，包括器官的再生、再造，都是醫(yī)療前沿關(guān)注的問題，近年來全世界不少科研機構(gòu)也不斷有好消息傳出來，但仍然有生物數(shù)據(jù)處理、生物材料的選擇、打印設(shè)備研發(fā)、打印后活體組織存活等很多技術(shù)性的難題。

  采用自體組織“打印”器官后植入人體，最大的好處是解決了供體短缺和排異的問題。李慶國表示，這次3D打印出了一顆完整的心臟，是一個突破，但也只是開了個頭。目前這顆“心”太小了，有結(jié)構(gòu)而沒有功能，還沒辦法承擔起心臟的責任。以后即使打印出了和正常心臟一樣大的人工心臟，還需要一系列嚴謹?shù)膶嶒瀬碜C明其安全性，人類離使用“人造器官”，還有很長一段路要走。伴隨人造器官而來的倫理問題，也需要進一步被討論。