首個！3D列印出完整 「人造心臟」，有細胞、血管和心房心室

櫻桃大小的「人造心臟」

當地時間這周一，來自以色列特拉維夫大學的科學家們利用3D列印技術，造出一顆mini版「心臟」，更驚喜的是，這一「人工心臟」具有細胞、血管、心室和心房。

雖然這一人工心臟很小，類似於兔子心臟的大小，但是科學家們希望沿著這一突破，未來有一天能夠研發出適合臨床移植的「人造心臟」，以及能夠契合、修復有缺陷心臟的「補丁」。

團隊負責人Tal Dvir表示，過去已有3D列印心臟的嘗試，但是並不能包含細胞或者血管。現在，這一成果是「重大醫學突破」，有望變革器官移植。相關研究成果發表在《Advanced Science》期刊。

世界衛生組織數據顯示，心血管疾病是世界上最主要的死亡原因，目前移植手術是病情嚴重患者唯一的退路，但是捐贈者（器官來源）有限。即便配型成功，異體移植還面臨著免疫排斥的風險。

為了解決這些難點，團隊負責人Tal Dvir選擇以患者自身的脂肪組織為「墨水」，進行人工心臟的列印，這可以消除外源植入物被排斥的風險。

3D列印心臟的過程圖（圖片來源：期刊）

首先，研究團隊會對患者的脂肪組織進行活組織檢查，分理處其中的細胞，將它們重編程成多能乾細胞。同時，利用細胞外基質（主要是膠原蛋白、糖蛋白）合成個性化的「水凝膠」。

這些水凝膠會給多能乾細胞提供良好的發育環境，促使它們分化成心肌細胞和內皮細胞。

隨後，他們結合CT掃描、數學模型等技術，分析患者心臟的解剖結構，包括心臟的形狀、心房心室的尺寸，構建出完整的血管網路圖，為三維列印做好準備。

受限於技術，他們最終只能打造出櫻桃大小的「心臟」，但是這是首個結構完整的人造心臟，可以收縮，但是不能像正常心臟那樣搏動。

Tal Dvir 表示：「我們依然面臨很多挑戰，3D印表機也受其解析度大小的限制，而且暫時無法列印所有的小血管。」

他們計劃大約一年後，將這一心臟移植到動物模型體內。「也許10年後，世界上最好的醫院將會有『器官印表機』，人造器官移植手術將會定期進行。」 Tal Dvir預期道。

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參考資料：

[1] "First" 3-D print of heart with human tissue, vessels unveiled

[2] 3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts

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