利用取自病人自身的人体组织,全球首例3D打印完整心脏问世!

全球3D打印界又迎来了一次重大突破。

据多家媒体报道，以色列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。

首次成功打印出完整心脏

当地时间周一，特拉维夫大学的一个研究小组公布了上述成果，这是用病人自己的细胞和生物材料制成的。

该项目负责人、特拉维夫大学分子微生物和生物技术学系的副教授塔尔·德维尔表示，“这是第一次有人成功地设计并打印出了充满细胞、血管、心腔的完整心脏。过去人们已经成功地用3D打印技术打印出了心脏的结构，但不是用的细胞或血管。”

Haaretz报道截图

此外，接受人体工程组织（Tissue engineering，是指利用生物活性物质，通过体外培养或构建的方法，再造或者修复器官及组织的技术）或其他植入物的患者经常需要接受免疫抑制剂的治疗，这可能危及患者的健康。但有了上述特拉维夫研究人员的突破，“患者将不再需要一直等待或服用药物来防止排斥反应。相反，这项技术能将患者所需的器官打印出来，且能为每个病人量身定做。”特拉维夫大学在一份声明中写道。

每日经济新闻（微信号：nbdnews）记者注意到，其实在2018年11月，特拉维夫大学的研究人员就表示，他们创造了首个完全适用于人体的组织植入物，该植入物利用患者自己的生物材料和细胞进行工程设计，当时的这项成果就为今天的3D打印心脏铺平了道路。终于在约5个月后，他们成功地打印出了全球首个3D打印的完整心脏。

据世卫组织（WTO）数据，心血管疾病是全球造成死亡最多的病因。2016年，估计有1790万人死于心血管疾病，占全球死亡总数的31％。其中，85%死于心脏病和中风。

心脏移植也是目前唯一可用于终末期心力衰竭患者的治疗方法。然而，由于缺乏心脏供体，心脏移植在过去一直是个难题。如今最新的科学突破可能会在医学界开辟一条新的道路，为未来的器官和组织移植铺平道路。

“这颗心脏是由人类细胞和病人特有的生物材料制成的。在我们的研究过程中，这些材料作为由糖和蛋白质组成的物质生物墨水，可以用于复杂组织模型的3D打印。”德维尔教授说道。

仍面临诸多挑战

尽管如此，但科学家们表示，在3D打印心脏完全投入使用前，还将面临很多挑战。首先就是成本——德维尔教授表示，在实验室环境下，3D打印心脏的过程要花费“几千以色列新谢克尔（注：1以色列新谢克尔=0.28美元）”，如果这项技术在未来实现商业化，可能还会更加昂贵。

周一，特拉维夫大学的研究人员们向到访的媒体记者展示了一颗樱桃大小的心脏的3D打印图像，他们的研究成果发表在《先进科学》杂志上。德维尔教授表示，研究人员现在还必须教这些打印出来的心脏“表现”得像真的心脏一样，然后他们计划将这些心脏移植到动物模型中。

德维尔教授在新闻发布会上表示，这项技术不会明天就在医院或诊所里面使用，他们目前正处于这项技术的早起阶段，但“也许10年后，世界上最好的医院将会有人体器官的打印机，这些程序将会按照事先设定好的程序工作。”他同时还指出，医院可能会从比心脏更简单的人体器官开始。

图片来源：特拉维夫大学官网

德维尔教授还解释称，他们通过3D打印技术打印出的心脏目前只有一个兔子的心脏大小，因此这项技术还需要在生物反应器（一个支持生物活跃环境的系统）中经历一个成熟的过程，并使它们生长，从而长成人类心脏大小。

他还补充称，打印这个仅有樱桃大小的心脏需要3~4个小时，但成熟的过程可能需要一个月左右，之后科学家将开始在兔子和老鼠等小动物身上进行测试，他希望这些测试能在1~2年内完成。

打印机“墨水”：病人身上的脂肪组织切片

那么，这些研究人员3D打印出的心脏所用的“墨水”是什么？

《以色列时报》报道中称，在这次“墨水”的制作过程中，研究人员是从病人身上提取了脂肪组织的切片。据该团队在特拉维夫大学官网上发表的声明，研究人员先是将针对患者的心脏切片制作出来，然后再用3D打印打印出了心脏。

3D打印出的心脏（图片来源：特拉维夫大学官网）

德维尔教授表示，使用患者自己的组织对于消除植入物引发免疫反应和被排斥的风险非常重要。他补充称，3D打印人体心脏目前仍存在风险，其中包括如何扩大细胞，使其拥有足够的组织来再造人类大小的心脏。

目前的3D打印机还受到分辨率大小的限制，另一个挑战则是让现有的3D打印机打印出所有的小血管。

《以色列时报》报道中还称，除了此次特拉维夫大学公布的人类首个3D打印的心脏外，其实3D打印这项近年来兴起的技术已经在许多其他领域有所成就，但这项技术在为人类提供便利的同时，也引起了广泛的争议。