據(jù)外媒報(bào)道，在一項(xiàng)重大的醫(yī)學(xué)突破中，特拉維夫大學(xué)的研究人員使用病人自己的細(xì)胞和生物材料“打印”出了世界上第一個(gè)3D血管化人工心臟。

他們已將研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)期刊上。

此前，再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家們只打印出了沒有血管的簡單心臟。

負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)此次研究的特拉維夫大學(xué)分子細(xì)胞生物學(xué)和生物技術(shù)學(xué)院的塔爾-德維爾(Tal Dvir)教授說：“這是世界上第一次成功地設(shè)計(jì)和打印出充滿細(xì)胞、血管、心室和心房的整個(gè)心臟。”

心臟病是美國人死亡的主要原因。心臟移植是目前唯一可拯救晚期心力衰竭患者的治療方法。鑒于心臟供體嚴(yán)重短缺，迫切需要開發(fā)新的方法來讓患病心臟獲得再生。

“這顆心臟是由人體細(xì)胞和病人特有的生物材料制成的。在我們的研究過程中，這些材料可以充當(dāng)生物墨水，是由糖和蛋白質(zhì)制成的物質(zhì)，可以用于3D打印復(fù)雜的組織模型。過去人們已經(jīng)設(shè)法3D打印沒有細(xì)胞或血管的心臟。我們的研究結(jié)果證明了我們的方法在未來打造定制人體組織和進(jìn)行器官移植方面的潛力。”

這項(xiàng)研究由德維爾教授、特拉維夫大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的阿薩夫-沙皮拉(Assaf Shapira)博士和德維爾教授實(shí)驗(yàn)室的博士生納達(dá)夫-穆爾(Nadav Moor)共同進(jìn)行。

“在這個(gè)階段，我們的3D心臟很小，就像兔子的心臟一樣大。”德維爾教授解釋說。但打印更大的人類心臟需要的是同樣的技術(shù)。”

在研究中，科學(xué)家對患者的脂肪組織進(jìn)行了活檢，然后分離組織的細(xì)胞和A細(xì)胞材料。當(dāng)細(xì)胞被重新編程成為多能干細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）——由膠原和糖蛋白等細(xì)胞外大分子組成的三維網(wǎng)絡(luò)——就被加工成一種具有個(gè)性化的水凝膠，用作3D印刷的“墨水”。

在與水凝膠混合后，這些細(xì)胞被有效地分化為心臟或內(nèi)皮細(xì)胞，從而形成具有患者特性、免疫相容性的心臟貼片，并隨后形成一個(gè)完整的心臟。

根據(jù)德維爾教授的說法，使用患者自己的細(xì)胞材料對成功打印3D組織和器官至關(guān)重要。

德維爾教授說：“工程材料的生物相容性對于消除移植器官排斥風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要，因?yàn)榕女愶L(fēng)險(xiǎn)將危及此類治療的成功。在理想情況下，生物材料應(yīng)具有與患者自身組織相同的生化、機(jī)械和形體特性。”

德維爾教授說，研究人員現(xiàn)在正計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)這些打印出來的心臟，并“教它們像真正的心臟一樣運(yùn)行”。然后，他們計(jì)劃將3D打印的心臟移植到動(dòng)物體內(nèi)。

“我們需要進(jìn)一步培養(yǎng)3D打印心臟。”他總結(jié)道，“細(xì)胞需要形成一種泵送能力。它們目前可以收縮，但我們還需要它們一起協(xié)同工作。我們希望我們能成功地證明我們的方法的有效性和實(shí)用性。”

“也許十年后，世界上最好的醫(yī)院會(huì)有人體器官打印機(jī)，而心臟移植手術(shù)將會(huì)變得很常見。”