美國(guó)媒體稱(chēng)，一項(xiàng)雄心勃勃的3D打印心臟計(jì)劃在十年內(nèi)為病人制造出天然的器官替代品。但負(fù)責(zé)這項(xiàng)“登月”行動(dòng)的研究者又認(rèn)為，3D打印技術(shù)必須利用生物學(xué)的自我組織能力來(lái)完成這項(xiàng)工作。

美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站11月18日?qǐng)?bào)道稱(chēng)，用病人自己的脂肪干細(xì)胞制作3D打印心臟的想法源自美國(guó)肯塔基州路易斯維爾心血管病學(xué)創(chuàng)新研究所行政和科學(xué)主管斯圖爾特·威廉姆斯。他的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)始研制新一代定制3D打印機(jī)，用于打印出一個(gè)包含所有部件的完整心臟——心臟肌肉、血管、心臟瓣膜和電組織。威廉姆斯說(shuō)：“我們能夠打印出心臟的各個(gè)部件，但我們正在研制新一代打印機(jī)，用來(lái)從下到上打印心臟。”

報(bào)道指出，這種心臟是致力于在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)創(chuàng)造出3D打印器官的研究者最遠(yuǎn)大的目標(biāo)之一。通過(guò)層層打印活細(xì)胞來(lái)制造人體組織的3D打印技術(shù)已經(jīng)使得研究者們可以創(chuàng)造出小塊器官，例如肝和腎——通常利用從脂肪或骨髓中提取的干細(xì)胞作為原料。

威廉姆斯和心血管病學(xué)創(chuàng)新研究所已經(jīng)開(kāi)始利用3D打印技術(shù)來(lái)制造他們所謂的“生物人造”心臟的各個(gè)部件。這種分段制作的方法可能最終可以讓研究者們?cè)谝恢軆?nèi)打印和組裝出一個(gè)全功能心臟。威廉姆斯說(shuō)：“我對(duì)我的同事們說(shuō)，‘為什么我們不像造一架大飛機(jī)那樣造它呢？’把這個(gè)器官分成單獨(dú)的部件，找到制造這些部件的最佳辦法，然后把它們組合在一起。”

報(bào)道稱(chēng)，制造實(shí)際大小的器官還需要研究者們打印出人體組織，包括保證器官健康運(yùn)行的復(fù)雜的細(xì)小血管網(wǎng)絡(luò)。威廉姆斯設(shè)想3D打印技術(shù)是制造較細(xì)血管的理想方法——他和他的同事已經(jīng)利用3D打印以外的方法制造出移植手術(shù)所需的大血管。

報(bào)道指出，在最微小的范圍內(nèi)，3D打印機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的生物工程任務(wù)僅此而已。最好的打印機(jī)可能只能打印幾毫米的結(jié)構(gòu)，而最小的血管直徑也就幾微米，一毫米相當(dāng)于1000微米。

報(bào)道稱(chēng)，這就是3D打印技術(shù)只能讓研究者們部分實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造出一個(gè)完整心臟目標(biāo)的原因。另外，研究者們還不得不依靠細(xì)胞天然的自我組織性質(zhì)來(lái)連接血管，最終組合3D打印器官中的每個(gè)部件——這一過(guò)程可以在24小時(shí)內(nèi)完成。威廉姆斯說(shuō)：“我們將打印大約數(shù)十微米或者差不多接近數(shù)百微米的東西，然后細(xì)胞將經(jīng)歷自身的生物發(fā)育反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)正確的自我組織過(guò)程。”

大多數(shù)研究者認(rèn)為，實(shí)際大小的3D打印器官不可能會(huì)在未來(lái)10年或者15年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)，但心血管病學(xué)創(chuàng)新研究所在繼續(xù)穩(wěn)步推進(jìn)其10年內(nèi)制造出3D打印心臟的目標(biāo)。威廉姆斯預(yù)計(jì)新一代“生物打印機(jī)”將于12月份開(kāi)始開(kāi)始批量生產(chǎn)。

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