Advanced Science：心脏病病人有救了？3D打印心脏取得重大突破

突破了！今夜，全球无眠！4月16日早上，多家媒体爆料，以色列特拉维夫大学一个团队的研究人员用革命性的3D打印技术，利用取自病人自身的人体组织，打印出了全球第一个完整的心脏。研究人员将这项成果称为“重大医学突破”，并成功提高了移植的可能性。虽然这个研究还属于实验室阶段，离临床包括动物试验还很远。不过也已经是了不起的突破了！或许在不久的未来，心脏病病人就可以直接移植定制心脏了！

在一项重大医学突破中，特拉维夫大学的研究人员使用患者自己的细胞和生物材料“打印”出了世界上第一个3D血管化工程心脏。他们的研究结果发表于4月15日在AdvancedScience的一项研究中。

在此之前，作为生物学和技术领域的交叉学科，再生医学的科学家只能打印出没有血管的简单组织。

“这是世界上首次成功地设计和打印了一个包含细胞，血管，心室和腔室的完整心脏，”TAU材料科学与工程系分子细胞生物学和生物技术学院的TalDvir教授说。

心脏病是美国男性和女性死亡的主要原因，心脏移植是目前终末期心力衰竭患者唯一可用的治疗方法。鉴于心脏捐献者的严重短缺，迫切需要开发新的方法来再生患病的心脏。

“这颗心由人体细胞和患者特异性生物材料制成。在我们的工艺过程中，这些材料由糖和蛋白质组成，可作为生物材料用于复杂组织模型的3D打印，”Dvir教授说。“过去人们已经设法对心脏结构进行三维打印，但不能用细胞或血管进行三维打印，而我们的研究结果证明了在未来我们具有设计个性化组织和器官方法的潜力。”

该研究由Dvir教授，TAU生命科学学院的AssafShapira博士和Dvir教授实验室博士生NadavMoor共同完成。

“在现阶段，我们的3D心脏还很小，只有兔子心脏的大小，”Dvir教授解释道。“但更大的人类心脏也是需要此种技术。”

该研究从患者中取出脂肪组织活细胞，当细胞被重新编程成为多能干细胞时，细胞外基质（ECM），一种细胞外大分子（如胶原蛋白和糖蛋白）组成的三维网络被加工成特定的水凝胶，用作打印“墨水”。

在与水凝胶混合后，细胞被有效地分化成心脏或内皮细胞，以产生患有血管的患者特异性免疫相容性心脏贴片，并随后充满整个心脏。

根据Dvir教授的说法，使用“原生”患者特异性材料对于成功设计组织和器官至关重要。

“工程材料的生物相容性对于消除植入物排斥的风险至关重要，这会危及这种治疗的成功，”Dvir教授说。“理想情况下，生物材料应该具有与患者自身组织相同的生化，机械和形状特征。在这里，我们可以使用一种简单的方法来处理3D打印的大血管和可灌注的心脏组织，这些组织完全匹配免疫，细胞，生化和患者的解剖学特征。“

Dvir教授说，研究人员现在正计划在实验室中培养打印的心脏，然后他们计划在动物模型中移植3D打印的心脏。

“我们需要进一步开发3D打印心脏，”他总结道。“细胞需要形成收缩能力;它们目前可以收缩，但我们需要它们一起工作。我们希望我们能够成功并证明我们的方法的功效和实用性。

“也许，十年后，世界上最好的医院将会有器官打印机，这些程序将定期进行以救治病人。”