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  威廉斯領(lǐng)導的研究團隊已經(jīng)利用人體脂肪干細胞,成功3D打印出心臟血管和心臟瓣膜,待一顆心臟的所有部件打

  威廉斯領(lǐng)導的研究團隊已經(jīng)利用人體脂肪干細胞,成功3D打印出心臟血管和心臟瓣膜,待一顆心臟的所有部件打印完畢后,再將其組裝起來。  

  這是負責這一項目的生物學家斯圖爾特·威廉斯今年3月6日接受采訪時拍的照片。

  這是負責這一項目的生物學家斯圖爾特·威廉斯今年3月6日接受采訪時拍的照片。

  用打印機打出一個能在體內(nèi)怦怦跳動的心臟?這并不是科幻小說的情節(jié),而是美國路易斯維爾大學的科學家們正在研究的課題。研究人員說,這種“生物人造心臟”有望在十年內(nèi)進入人體實驗階段。

  進展|打印的“部件”老鼠用著正常

  負責這一項目的生物學家斯圖爾特·威廉斯說,截至目前,研究團隊已經(jīng)用3D打印的方式打印出人類心臟瓣膜以及小血管。實驗證明,這些小血管在老鼠等小動物身上可以正常工作。

  研究團隊計劃在三至五年內(nèi)打印出心臟的各個部件,然后手工把它們組合在一起。不過,這一項目的終極目標是用人的自體細胞打印出一個完整的、能用于移植的心臟。

  美聯(lián)社10日引述威廉斯的話報道,這樣的心臟不會像他人捐獻的心臟或人工心臟那樣帶來排異問題,患者移植后無需服用抗排異藥物。

  如果一切能按計劃進行,這種生物人造心臟有望在十年內(nèi)進入人體實驗階段。首批受試者將是無法移植人工心臟的心臟病患者,比如因大小不合適而不能接受人工心臟的兒童。

  原理|針頭噴出細胞層疊成心臟

  3D打印的原理與常見的噴墨打印類似,只不過噴墨打印時噴出的是墨水,而打印心臟時,從針頭中噴出的是細胞,這些細胞一層一層疊起來,形成一個立體的心臟。

  威廉斯介紹說,打印用的細胞取自病人的脂肪。這些細胞需要經(jīng)過儀器凈化,再與凝膠混合后放入打印機“墨盒”中,按事先設(shè)定的形狀打印。最終,這些細胞會長在一起,形成組織。

  3D打印技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學界投入應用。先前已有研究人員利用3D打印技術(shù)打印出用來撐開患病兒童氣管的支架以及心臟瓣膜,康奈爾大學研究人員一年前曾用活細胞打印出一只耳朵。

  挑戰(zhàn)|細胞協(xié)同與“產(chǎn)后”存活

  用3D打印技術(shù)打印心臟說起來容易做起來難。研究人員說,他們面臨的最大挑戰(zhàn)是讓打印出來的細胞像真正的心臟細胞那樣協(xié)同工作。另外,如何讓這些人造組織在打印出來后活下來也是急需解決的難題。

  正在嘗試用3D打印技術(shù)打印腎臟的韋克福里斯特大學博士安東尼·阿塔拉說:“腎臟和心臟都是復雜的器官,我們必須為這些(打印)器官供氧以保證它們的活力,直到它們能與身體成為一個整體為止?!?/p>

  當前,有不少科學家在從事人工心臟的研究。除了3D打印這一途徑外,還有科學家希望能把病人自體細胞放入“模子”,從而制作出包括心臟在內(nèi)的多個器官。他們已經(jīng)用這種方法制作出膀胱和氣管并成功移植到人體。至于人類的心臟,當前還沒有實驗成功,不過,科學家們已經(jīng)在實驗室中制造出能跳動的老鼠心臟。