在3D打印機噴頭的層層堆疊下,一顆栩栩如生的心臟逐漸出現,心臟表面血管分布清晰,顏色鮮紅,宛如科幻電影中的場景。
4月15日,以色列特拉維夫大學的一個研究小組宣布,他們已經成功在3D打印技術的幫助下,使用人體生物組織,打印出全球首顆完整心臟。
據特拉維夫大學分子微生物和生物技術學系的副教授塔勒·德維爾(Tal Dvir)介紹,研究團隊使用了一名心臟病患者的脂肪組織作為打印的“原材料”,在研究了心臟的結構以后,根據結構切片制作出了完整的心臟,打印全程僅耗時3小時。
德維爾表示,這顆心臟雖然長度只有2.5厘米,大小與一顆兔子心臟相仿,但它擁有完整的細胞、血管和心腔。過去,科學家們也曾打印過心臟,但使用的不是生物材料,同時精度也比不上這次的實驗。
不過,這顆心臟暫時還不能真正應用到人體之上。目前,以色列團隊3D打印的心臟具有收縮功能,但還不具備泵血能力,大小也與人類心臟有差距。另外,由于3D打印機精度的問題,研究團隊目前尚且不能打印出心臟上的所有血管。
研究人員下一步打算讓3D打印心臟具備真正心臟的功能。德維爾說,他們希望大約一年后把打印心臟移植到動物體內。
盡管這項技術暫時還不能應用,但研究人員仍將其稱為“醫學史上的重大突破”,其原因就在于它或許能解決器官移植的排斥反應問題。
據德維爾介紹,接受器官移植的患者常常需要接受免疫抑制劑的治療,這可能危及患者的健康,但如果患者使用自身生物組織作為“原材料”,那么就能解決這一問題。“患者將不再需要一直等待或服用藥物來防止排斥反應。相反,這項技術能將患者所需的器官打印出來,且能為病人量身定做。”
未來,這一技術除了能夠解決排斥反應以外,還能極大程度上幫助心力衰竭的患者渡過難關。以往,由于缺乏供體,心臟移植在過去一直是個難題。如今3D打印技術可能會在醫學界開辟一條新的道路,為未來的器官和組織移植鋪平道路。
在特拉維夫大學的研究之前,3D打印技術已經多次應用于醫學領域,不過基本是以打印骨骼和模型為主。
2014年,中國西安的京西醫院,采用3D打印技術打印顱骨,幫助一名半邊顱骨受傷凹陷的農民重建了半個頭蓋骨。
同樣在2014年,北京大學研究團隊使用3D打印技術制作了一根脊椎,并成功地植入一名12歲男孩體內,這屬全球首例。
而在2015年,日本筑波大學的團隊曾宣布,已研發出用3D打印機低價制作可以看清血管等內部結構的肝臟立體模型,不過這些內臟器官模型主要用于研究,且由于價格高昂,在臨床上沒有得到普及。
- 加州理工學院高偉教授課題組與合作者 Science:基于聲波驅動的活體深部精準3D打印技術 2025-05-09
- 中國科大龔興龍教授團隊 Small:界面工程輔助3D打印硅橡膠復合材料 - 協同優化抗沖擊性能與電磁干擾屏蔽效能 2025-05-01
- 中國科大龔興龍教授課題組 Adv. Mater.:混合式3D打印剪切變硬彈性體,實現力學性能增強與智能可穿戴一體化設計 2025-04-28
- 西安交大唐敬達教授團隊 Matter:仿心臟瓣膜的柔軟抗疲勞水凝膠 - 2500萬次超高疲勞壽命 2025-01-03
- 南京醫科大學胡本慧團隊 Adv. Sci.:體驅緩塑 - 低電壓刺激延緩心臟重構進程的外周神經電極 2024-12-17
- 蘇大李剛、余嘉和蘇大附屬獨墅湖醫院張喜成合作 Int. J. Biol. Macromol.: 蠶絲織物復合增強人工心臟瓣膜 2024-02-07