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3D打印出可正常工作的人体心脏组织

时间:2019-08-07 10:14:06  来源:新华网 放大 缩小 默认

  最新发现与创新

  据美国《每日科学》网站近日报道,美国研究人员在《科学》杂志上撰文称,他们使用“悬浮水凝胶?#26434;?#24418;式可逆嵌入”(FRESH)技术,用胶原蛋白成功3D打印出可正常工作的心脏“零件”,这项突破性技术向3D打印全尺寸成人心脏迈近了一?#20581;?/p>

  包括心脏在内的所有人体器官,都构建在名为细胞外基质(ECM)的生物支架上,过去科学家们尝试打印ECM,但一直受到组织还原度和精细度低下的制约。

  胶原蛋白存在于人体的所有组织中,是一种非常理想的3D打印生物材料。但它一开?#38469;?#28082;态的,在尝试3D打印的过程中,会变成类似果冻的胶质。

  研究人员开发了FRESH技术来?#20048;?#20854;变形。FRESH可以让胶原蛋白在凝胶支撑槽中逐层叠加,然后通过从室温到体温的加热,把支撑槽融化,从而得到一个完好的结构。这些结构的精细度可达20微米,可嵌入活体细胞和毛细血管。借助这一方法,可设计打印?#29992;?#32454;血管到整个器官的各种尺度的人类心脏组件。

  该研究发现FRESH 3D生物打印的心脏准确地再现了由微?#22270;?#31639;机断层扫描确定的患者特异性解?#24335;?#26500;。打印的人心肌细胞的心室显示同步收缩,定向动作电位传播,?#32422;?#22312;收缩峰值期间壁增厚达14%。

  研究人员还表示,新技术制造出来的结构可以“大大提高细胞活力”,并促进新血管的生成。从长远来看,这项技术将来有可能被用于打印心脏或其他器官——全球有数百万人需要进行心脏移植。

  当然,实现这一目标还面临诸多挑战,包括:生成生物打印大型组织所需的数十亿个细胞;遵守监管程序,?#21592;?#22312;动物?#32422;?#26368;终在人身上进行试验。(刘霞)

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