全球首個人體組織3D列印完整心臟問世

全球首個人體組織3D列印完整心臟問世，未來或可移植人體

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學分子微生物和生物技術學系Tal Dvir教授公布器官移植領域重大突破：使用人體組織3D列印全球首個完整心臟，包含細胞、血管及心腔，列印材料來自人體細胞及組織。該心臟大小與兔子心臟類似，下一步是培養其泵血等功能，並完成動物移植。該研究成果被科學家稱之為「首次」和「重大醫學突破」，提高了人類心臟移植的可能性。

Tal Dvir教授稱：「這是全球首次成功通過工程學設計，打造出具有細胞、血管、心室的完整心臟。研究人員需從患者體內提取細胞，然後用這些細胞來創造心臟，並能為每個病人量身定做，這樣就會使併發症的風險降到最低。」

研究中，科學家從患者身上採集脂肪組織，並將其中的細胞和非細胞物質分離開來。分離出的細胞隨後與特製列印材料混合到一起列印出適合患者的心臟組織。Dvir博士稱：「這種心臟是由人類細胞和為患者特製的生物學材料打造而成。在列印過程中，這些生物學材料充當的是一種生物墨水，這些由糖和蛋白質構成的材料能夠用於3D列印複雜的組織模型。」整個3D列印過程大約需要3-4個小時，但成熟的過程可能需要一個月左右。

他補充道：「過去曾經有人成功3D列印過心臟結構，但是並未列印出細胞或者血管。現階段，我們3D列印的心臟大約只有兔子心臟那般大小。但是我們的研究證實了這種方法在未來工程設計個性化組織和器官替換方面的潛力。工程設計材料的生物相容性對於消除移植排斥的風險是非常關鍵的，排斥反應會危及心臟移植手術的治療。理想情況下，這種生物材料應具有與患者自身組織在生物化學等方面具有相同的特徵。」

研究人員們認為，該研究處於早期階段，在3D列印心臟完全投入使用前，還面臨諸多挑戰。比如：在成本方面，在實驗室環境下，3D列印心臟的過程要花費「幾千以色列新謝克爾（註：1以色列新謝克爾=0.28美元）」，如果這項技術在未來實現商業化，可能還會更加昂貴。其次，研究中3D列印技術列印的心臟只有兔子心臟大小，因此這項技術還需要在生物反應器（一個支持生物活躍環境的系統）中經歷一個漫長的成熟過程，並使它們生長，從而長成人類心臟大小。此外，目前的3D印表機受到解析度大小的限制，還無法列印出微細血管。

Dvir博士稱：「我們必須進一步對列印心臟技術進行探索。細胞需要形成一種泵送能力，它們現在可以收縮，但我們需要它們一起協同合作。我們希望能夠成功並且證明我們的方法有效、實用。或許10年後，世界上那些最先進的醫院將會配備器官3D印表機，這些機器將會按照事先設定好的程序工作，為患者提供個性化器官列印。」

據世衛組織（WTO）數據，心血管疾病是全球造成死亡最多的病因。2016年，估計有1790萬人死於心血管疾病，佔全球死亡總數的31％。其中，85%死於心臟病和中風。心臟移植也是目前唯一可用於終末期心力衰竭患者的治療方法。然而，由於缺乏心臟供體，心臟移植在過去一直是個難題。如今最新的科學突破可能會在醫學界開闢一條新的道路，為未來的器官和組織移植鋪平道路。

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