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2019年04月17日 星期三
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2019年04月17日 星期三
全球首例3D打印“完整心脏”问世
用病人脂肪组织作为原材料,可收缩但尚无泵血功能

  以色列特拉维夫大学研究人员15日宣布,他们成功以病人自身的组织为原材料,3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏,这在全球尚属首例。不过,目前制作出的3D心脏虽可以收缩,但尚未具备泵血等功能,还需进一步培养。

  研究人员当天在以色列中部城市特拉维夫举行发布会,展示了这颗樱桃大小的3D心脏,并表示这是一项“重大医学突破”,为未来打印可用于移植的心脏提供了可能。

  重大突破

  这颗“心”很完整:

  细胞、血管、心室和心房,一样都不少

  研究项目负责人、特拉维夫大学教授塔勒·德维尔说,过去研究人员只成功3D打印出没有血管的“简单”心脏,而他们此次借助病人自身的组织和血管,3D打印出了拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏。

  量身定做

  原材料来自人体组织:

  可解决供体短缺和排异反应的问题

  由于3D心脏的组织和细胞来自病人自身,移植后有望显著降低受体排异反应。

  德维尔表示,使用患者自身组织作为“原材料”,“患者将不再需要一直等待或服用药物来防止排异反应。相反,这项技术能将患者所需的器官打印出来,且能为病人量身定做。”

  另一方面,这一研究给心力衰竭患者带来“福音”。根据世界卫生组织的数据,心血管疾病是全球导致死亡的重要原因。而目前对于病情严重的病人来说,器官移植是唯一的选择。但由于捐赠者数量有限,不少患者在等待中死亡。如今,3D打印技术可能会在医学界开辟出一条新道路,为未来的器官移植铺平道路。

  德维尔说,希望在未来十年内,全球最好的医院都拥有人体器官3D打印机,能够常规地为患者打印器官进行移植手术。他也表示,医院可能会从比心脏更简单的器官开始。

  打印过程

  打印耗时约3小时:

  借助基因改造技术,制成“生物墨水”进行打印

  德维尔告诉记者,这颗3D心脏是模拟人的心脏结构打印出来的。

  研究人员介绍,他们首先从一名病人体内提取脂肪组织,分离出细胞和细胞外基质,再借助基因改造技术将细胞转变成干细胞,让这些干细胞分化成心肌细胞和可生成血管的细胞,然后将这些细胞与细胞外基质加工成的水凝胶混合,制成“生物墨水”,最终装入3D打印机进行打印。

  当天展示的3D心脏,打印耗时约3个小时,大小约是人类心脏的百分之一。德维尔说,打印与人类心脏大小相当的心脏所需技术基本相同。

  后续研究

  让它成为“真正的心脏”:

  一年后将移植到动物体内进行测试

  不过,目前这颗心脏并不能“正常工作”。德维尔表示,“当前,细胞可以收缩,但不具备泵血能力。”其它技术难题还包括如何制造与人体心脏同样大小的心脏;如何打印全部细小的血管。

  在现阶段,特拉维夫大学研发的3D打印心脏的大小仅适合兔子。研究人员说,他们接下来将在实验室培养3D心脏,“教会”这些人造心脏如何像真正的心脏一样“工作”,希望大约一年后把打印心脏移植到动物体内进行测试。 

  新华社 科技日报

  专家解读

  用3D打印“真心”,还有很长的路

  以色列研究人员的这个突破引起了全世界的关注。等以后这种3D生物打印技术成熟了,是不是想打什么器官就可以打什么器官?心肺衰竭的患者不用再苦苦等供体?甚至,哪样器官老化了,不等衰竭就能打一个出来重新换上?                 扬子晚报/扬眼记者 杨彦

  南医大二附院副院长、心血管病中心主任李庆国告诉记者,这颗小心脏确实是3D打印生物工程在心脏方面的一个突破。

  李庆国告诉记者,目前临床上使用较多的3D打印,主要是基于医学影像来还原患者心脏、骨骼等病变器官的样子,使原本平面的医学检查立体化,让病人和医生更为直观地观察与沟通,并根据模型反映的实际情况量身定做手术方案,保证手术精度。这其实是比较简单的技术。

  真正3D打印出器官,包括器官的再生、再造,都是医疗前沿关注的问题,近年来全世界不少科研机构也不断有好消息传出来,但仍然有生物数据处理、生物材料的选择、打印设备研发、打印后活体组织存活等很多技术性的难题。

  采用自体组织“打印”器官后植入人体,最大的好处是解决了供体短缺和排异的问题。李庆国表示,这次3D打印出了一颗完整的心脏,是一个突破,但也只是开了个头。目前这颗“心”太小了,有结构而没有功能,还没办法承担起心脏的责任。以后即使打印出了和正常心脏一样大的人工心脏,还需要一系列严谨的实验来证明其安全性,人类离使用“人造器官”,还有很长一段路要走。伴随人造器官而来的伦理问题,也需要进一步被讨论。

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