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最近,以色列特拉维夫大学的研究人员用人体组织制作了世界上第一个3d打印心脏,这给需要“改变心脏”来延长生命的晚期心力衰竭患者带来了新的希望。

自20世纪60年代左右第一次成功进行肾脏和心脏移植以来,器官移植的临床技术日益提高,手术成功率不断提高。然而,在许多国家,器官服务员和捐献者的数量差别很大。即使我们足够幸运地等待合适的器官并成功移植,术后的排斥反应仍将对患者的生命构成威胁。多年来,实现器官的完全“复制”已经成为医学界的梦想。

2010年,世界上第一台生物打印机使用培养的人类细胞制造了第一条血管,这使得3d打印人体器官成为可能。2013年,一名心脏病专家完成了第一个3d打印的“心脏”,它不仅在外观上与病人的心脏非常匹配,而且能够跳动。然而,这种由塑料制成的“心脏”只能用于研究外科手术计划。确切地说,它只是一个“心脏模型”。

新印刷的3d心脏不仅有细胞、心室和心房,还有纵横交错的血管。印刷中使用的“墨水”来自从病人身上提取的脂肪组织。其中,分离的细胞经过编辑后成为诱导多能干细胞,然后分化成构成心脏主体的心肌细胞和构成血管的内皮细胞。将分离出来的非细胞成分转化为“个性化凝胶”,就像盖房子的“水泥”,可以固定细胞的位置,发挥细胞外基质的作用,促进这些“小砖块”的发育和生长,建立联系,最终重组为功能器官。因为印刷“原料”来自病人自己,所以没有必要担心排斥。

3D生物打印新突破(科技大观)

然而,这种3d心脏目前仅具有收缩功能,研究者需要进一步培养和教导心脏细胞共同工作来实现泵血功能,然后进行动物移植实验。在将其应用于人类心脏移植之前,还需要做更多的工作。除了心肌细胞和血管,心脏还包括成纤维细胞、神经细胞、脂肪等。如何协调不同种类细胞的生长环境还有待研究。此外,由于心脏扫描技术和打印机的分辨率有限,目前无法打印心脏中的所有血管。

3D生物打印新突破(科技大观)

器官移植不仅包括心脏,还包括肝脏和肾脏。这一次,研究人员试图在器官印刷中“咀嚼最坚硬的骨头”。

从用于术前分析的医学模型到植入人体的钛合金骨骼,从简单的组织到功能复杂的器官,研究人员在生物打印领域取得了新的突破,给患者带来了新的希望。

《人民日报》(2019年7月2日,第18版)

来源:搜狐微门户

标题:3D生物打印新突破(科技大观)

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