世界上第一颗3D打印心脏
据几家媒体报道,以色列的一组研究人员用革命性的3D打印技术和取自患者自身的人体组织打印了世界上第一颗完整的心脏。
研究人员称这一成就为“重大医学突破”,并成功提高了移植的可能性。
完整的心脏第一次成功打印
当地时间周一,特拉维夫大学的一个研究小组宣布了上述结果,这些结果是由患者自己的细胞和生物材料制成的。
特拉维夫大学分子微生物学和生物技术系的项目负责人和副教授塔尔·德维尔(Tal Deville)说:“这是第一次有人成功地设计和印刷了一个完整的充满细胞、血管和心室的心脏。过去人们用3D打印技术成功地打印了心脏的结构,却没有打印所用的细胞或血管。”
此外,接受人体工程组织(Tissueengineering,指利用生物活性物质在体外培养或构建的方式重建或修复器官组织的技术)或其他植入物的患者,往往需要接受免疫抑制治疗,可能会危及患者的健康。但随着上述特拉维夫研究人员的突破,“患者将不再需要等待或服用药物来防止排斥反应。相反,这项技术可以打印出患者所需的器官,并可以为每位患者量身定制。”特拉维夫大学在一份声明中写道。
记者注意到,2018年11月,特拉维夫大学的研究人员表示,他们创造了第一个完全适合人体的组织植入物,该植入物使用患者自己的生物材料和细胞进行工程设计。当时的成就,为今天的3D打印心铺平了道路。最后,大约五个月后,他们成功地用3D打印打印出了世界上第一个完整的心脏。
我可以使用3d打印心脏吗
什么是生物3D打印?
细胞和器官印刷的概念是由美国克莱姆森大学的托马斯·博兰教授于2000年左右提出的。2003年,博兰和米罗诺夫在国际著名生物期刊《生物技术趋势》上发表文章《器官打印:基于喷墨的计算机辅助三维组织工程技术》,首次全面系统地阐述了“器官打印”这一革命性概念。
还需要20年才能打印器官申请?
2015年8月,《中国器官捐献指南》首次出版,称中国每年约有30万患者因器官衰竭等待器官移植,但每年器官移植病例只有1万余例。
如果器官可以打印出来,供体短缺的问题就完美解决了。那么,现在人体组织可以打印出来,是否意味着临床使用只差一步之遥?
现在想象一下生物3D打印机是如何打印器官的。首先,它需要原材料,也就是人体细胞。由于每个器官由许多不同的细胞组成,因此有必要提取干细胞,并通过生化手段将其分化为不同类型的其他细胞。然后,非常精确地测量受体,以确保印刷的器官能够与之匹配。接下来,启动生物3D打印机,让细胞去该去的地方,用特制的“胶水”粘在一起。第三,将印刷好的器官放入培养箱中,使不同种类的细胞相互作用,完成有机结合,发挥生理功能。最终,它被移植到人体内。
要实现上述过程,至少要解决以下几个问题:如何制作打印用的生物3D打印机?因为干细胞有进化成肿瘤细胞的风险,如何避免体外分化诱导技术的安全隐患?如何保证受体的数据采集足够准确,设计出与之完全匹配的器官结构?什么材料适合用作细胞生长的支架的特殊“胶”?如何在体外保持细胞活性?应该设计一个什么样的环境来充分模拟人类的环境?如何训练打印出来的器官达到移植标准?如何将打印出来的器官与身体其他组织结合起来?