澳大利亚黑科技:可以跳动的人工心脏

医牛资讯原创 2016-12-30 人工心脏|3D打印 (2643)

3D打印人类器官的目标虽然还很遥远,但是科学家们每前进一步,这个梦想就会更靠近现实一点。在澳大利亚,悉尼心脏研究所(Sydney-based Heart Research Institute,HRI)开发了一种可以打印人类细胞的生物打印机,可以用来修复受损的心脏组织。

这种生物3D打印机的实现效果也很神奇,打印的这些心脏细胞可以跳动,就像一颗真正的心脏一样。 这项突破具有非同寻常的意义,它为人类实现3D打印人体器官组织的愿景带来了希望。

HRI的一位科学家Carmine Gentile博士介绍说,患者只需要给医务人员提供他们的表皮细胞。医生将用它们生成干细胞,再进一步分化成心脏细胞。医生利用这台打印机可以打印患者所需的特定的心脏细胞,然后生成可以植入心脏的组织,来修复受损的器官。 

这种方法对饱受痛苦的心脏病患者裨益颇多,尤其是当传统的治疗手段不奏效的时候。比如,典型的传统心脏病治疗过程中有“血管成形术”——在这项手术中,医生让气球胀大来扩大被阻塞的冠状动脉,还有“再灌注”治疗——在患者体内植入支架和施用大量抗血栓药物。利用3D打印技术,可以为传统心脏病疗程中提供急需的替代品组织或细胞。 

科林学院(Kolling Institute)的一位心脏病专家Gemma Figtree副教授解释道,通过用一个有效的“补丁”来替换坏死的心脏肌肉,我们可以极大地解决他们的心脏衰竭问题,缓解患者呼吸短促的情况,并进一步提高患者的生活质量。“仅仅在澳大利亚,就有35万人受到心脏病的侵害,每天有大约24人死于心脏病,因此这项3D打印的突破非常有意义。” 

除了创建可植入的心脏细胞,3D生物打印机还可以创建特定器官用于药物测试。也就是说,可以用病人自身的细胞创建一个迷你的心脏器官,在给病人使用药物之前,在这个迷你的心脏器官上先测验一下效果。Gentile博士也称之为惊人的发现,因为这可以让我们在短时间内发现药物使用在病患身上后的副作用。  

虽然3D生物打印可植入人体组织的研究目前仍然处于实验室阶段,但是3D打印已经开始应用于一些心脏手术的实践。 

据报道,香港医生曾通过3D打印的模拟器官来进行术前的准备,提高手术的成功率。香港中文大学及香港大学联合开发了一种技术,通过病人食道超声波造影所收集的数据进行3D重建,塑造出高仿真的复杂心脏结构3D模型,从而协助医生术前规划,为病人制订个人化的介入治疗方案。 

当然,这项技术不会马上引入澳大利亚各地的医院,HRI的研究人员认为这项技术在未来五到十年内才能用于病人的治疗。

循证来源:3Ders.org:"Scientists are one step closer to 3D printing hearts with bioprinted beating heart cells."