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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。他们利用患者细胞和生物材料，首次成功设计和打印出充满细胞、血管并有心室和心房的完整心脏。而此前打印出的心脏结构，只是无血管的简单组织。 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 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 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。在美国，需心脏移植的患者等候期可达6个月或更长，不少患者在期待之中死去。 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：耗时约３小时 研究项目带头人塔尔·德维尔解释说，他们3D打印的人工心脏是以人体细胞和具患者特异性的生物材料作为生物打印原料制成的。研究中，首先从患者身上取得活检脂肪组织，然后将其中的细胞分离出来。这些细胞被重新编程为多能干细胞后，有效地分化成了心脏细胞或内皮细胞。接下来，将胶原蛋白和糖蛋白等细胞外基质（ECM）加工成个性化的水凝胶，制成“生物墨水”，然后将分化的细胞与其混合，用于打印具有患者特异性、无排异性的带血管的心脏组成部分，最终获得完整的心脏。 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“真正跳动的心脏” 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。 专家解读： 用3D打印“真心”，还有很长的路 南京医科大学第二附属医院副院长、心血管病中心主任李庆国表示，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。 李庆国表示，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。 来源：科技日报 |
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