威廉斯领导的研讨团队现已使用人体脂肪干细胞,成功3D打印出心脏血管和心脏瓣膜,待一颗心脏的全部部件打印结束后,再将其拼装起来
这是担任这一项意图生物学家斯图尔特·威廉斯承受采访时拍的相片
用打印机打出一个能在体内怦怦跳动的心脏?这并不是科幻小说的情节,而是美国路易斯维尔大学的科学家们正在研讨的课题。研讨人员说,这种“生物人工心脏”有望在十年内进入人体试验阶段。
发展:打印的“部件”老鼠用着正常
担任这一项意图生物学家斯图尔特?威廉斯说,到现在,研讨团队现已用3D打印的办法打印出人类心脏瓣膜以及小血管。试验证明,这些小血管在老鼠等小动物身上能够正常作业。
研讨团队方案在三至五年内打印出心脏的各个部件,然后手艺把它们组合在一起。不过,这一项意图终极目标是用人的自体细胞打印出一个完好的、能用于移植的心脏。
美联社10日引述威廉斯的话报导,这样的心脏不会像别人捐赠的心脏或人工心脏那样带来排异问题,患者移植后无需服用抗排异药物。
假如全部能按方案进行,这种生物人工心脏有望在十年内进入人体试验阶段。第一批受试者将是无法移植人工心脏的心脏病患者,比如因巨细不合适而不能承受人工心脏的儿童。
原理:针头喷出细胞层叠成心脏
3D打印的原理与常见的喷墨打印相似,只不过喷墨打印时喷出的是墨水,而打印心脏时,从针头中喷出的是细胞,这些细胞一层一层叠起来,构成一个立体的心脏。
威廉斯介绍说,打印用的细胞取自患者的脂肪。这些细胞需求通过仪器净化,再与凝胶混合后放入打印机“墨盒”中,按事前设定的形状打印。终究,这些细胞会长在一起,构成安排。
3D打印技能现已在医学界投入使用。从前已有研讨人员使用3D打印技能打印出用来撑开患病儿童气管的支架以及心脏瓣膜,康奈尔大学研讨人员一年前曾用活细胞打印出一只耳朵。
应战:细胞协同与“产后”存活
用3D打印技能打印心脏说起来简单做起来难。研讨人员说,他们面对的最大应战是让打印出来的细胞像真实的心脏细胞那样协同作业。别的,怎么让这些人工安排在打印出来后活下来也是急需解决的难题。
正在尝试用3D打印技能打印肾脏的韦克福里斯特大学博士安东尼?阿塔拉说:“肾脏和心脏都是杂乱的器官,咱们有必要为这些(打印)器官供氧以确保它们的生机,直到它们能与身体成为一个全体停止。”
当时,有不少科学家在从事人工心脏的研讨。除了3D打印这一途径外,还有科学家期望能把患者自体细胞放入“模子”,然后制造出包含心脏在内的多个器官。他们现已用这种办法制造出膀胱和气管并成功移植到人体。至于人类的心脏,当时还没有试验成功,不过,科学家们现已在试验室中制造出能跳动的老鼠心脏。