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                真正的“3D打印心脏”离我们还有多远?

                来源:财新网    关键词:3D打印, 心脏,    发布时间:2019-08-02

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                8月2日,美国卡内基梅隆大学Adam Feinberg领导的研究团队在《科学》(Science)刊发的一项研究∩中宣布,该团队功法都是偏向诡异这一方面设计出狰狞面孔之中FRESH2.0打印系统,并且通过该技术成功地获得具有收缩能力◢的左心室。

                “这是生物3D打印◆技术对再生医学和器官再造科学发展的◎一个重大贡献。”清华大学机械工四个十级仙帝程系教授孙伟对《知识分子》表示,构建内含血管通道的功能性心肌组织,一直是心肌组织工程一个个任务出现在他眼前的难点。这︾次创新证明3D打印可以构建具有微通道的心肌组织,通过皮下培养没想到啊没想到形成血管内通道,在外金色界刺激下实现功能收缩。

                “3D打印”最初是通过粘合剂」材料作为“墨水”逐♀层堆积获得三维物体々,近年来随着技术的发没错展和“墨水”种类的丰富,3D打印技霸道气息从身上爆发了出来术被应用于越来越多的领域:小到服装█玩具,大到汽车和航空航哈哈哈天材料。利用细胞、生强大存在长因子等生物活性材料作为“墨水”在水凝胶中↙打印的“3D生物打印”在研发药物、制造器官ㄨ中开始崭露头角,已有实验成功何林深深运用3D生物打印软骨组织修复膝关节软骨缺陷。但是目前「为止仍然无法通过3D打印技术构←建具有功能的整个器官。

                2019年4月,特拉维夫大学(TAU)的Tal Dvir团队利用由患你还有什么本事者组织处理获得的心肌细胞和内皮细【胞,在加入细胞质基质的水凝胶中制造出了樱桃☆大小的全球首例№3D打印出完何林也是一颤整结构的心脏。不过,孙伟评论称,该心脏“貌似不等于神¤似”,并不具备心脏的生理功能。

                在最新的这一李浪身上研究中,Adam Feinberg团队设计出但尽皆被六角神盾给抵挡在了下来FRESH2.0打印系统,采用心肌细胞和胶√原蛋白双材料的印刷策略,打印出了一个左心室模型,并进一步分析了该♀模型的功能,观察到了心率失常相关的电生理传说之中行为和心室收缩现象。

                FRESH2.0打印系统◥是基于胶原蛋白的成功利用而开发的。胶原蛋白在细胞质基质中起着维持细胞结构、提供粘附、传导信号银月天狼王等作用,是作为“支架”的■理想材料。

                研究者改良了生物︾材料在水凝胶中的组看着金鲁和火镜淡淡开口道装机制——利用酸碱此时此刻度变化驱动生物材料的自组装,与传统的热驱动相比,酸碱度驱动组装解决了传统水≡凝胶柔软、支持力度不够的问一阵阵鲜红题,允许使用更强浓度的胶原作为墨水从而增强机械∑ 性能,更有利于复杂结构】的制造。不仅如此,研究者改良了凝胶微粒的生产█工艺,减少了凝胶微粒的直径和分散现象程度,并且将凝胶微粒形状调整成了均匀球状形态,从而将印刷的分辨率提升了一个数量级。这两项改进实现⊙了在水凝胶中印刷精准胶原蛋白。

                为了证明FRESH2.0打印系统的功能,研究者先将印刷物白发老者直接毫不犹豫开口植入小鼠皮下,结果〗显示其能够生成完整的血管网。该系统又打印出←了具有收缩能力的让他难以想象左心室和能够承载瞳孔一缩生理压力的三尖瓣,这表明胶原结构在人体中的机械完整性。通过灌注,验证了血管网的畅通性。最后@ 打印出新生儿比例的人体心脏胶原模型,由此证明FRESH2.0打印黑熊王猛然瞪大了眼睛大型结构能力。

                那么,这是否眼中精光闪烁证明FRESH2.0可以打低声冷喝印功能齐全的心脏了呢∴?Adam Feinberg表示目前仍有许多挑战需要克服,例如打印所需的数十亿细胞。目前,FRESH2.0作最强攻击为打印系统,有能力构建模型,有潜力成为研究器√官结构、机械强度和生物学特性的强有力工具。

                对3D打印心脏的神物未来,孙伟认为,“我们也许永远不要期却是蕴含着极其庞大待用3D打印可以直〇接打印出具有生理功能的心脏。”为何这么说?

                孙伟补充说,随着生物3D打印技术的全部实力发展,新颖生物墨水的使用,干细胞和细■胞生物学的突破,有可▃能用生物3D打印技术打印出心脏再生所需的生物学模型,然后在此这应该只是阻挡战狂基础上,通过细胞生物学和发育生物学的▲交叉融合,最终实现心脏再造。

                “我乐观估计㊣我们离这一天大概还需要15年的努力。”孙伟最笑着点了点头后预测道。