圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)4月15日，全球3D打印界又迎來(lái)了一次重大突破。據(jù)多家媒體報(bào)道，以色列一個(gè)團(tuán)隊(duì)的研究人員用革命性的3D打印技術(shù)，利用取自
圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)
4月15日，全球3D打印界又迎來(lái)了一次重大突破。
據(jù)多家媒體報(bào)道，以色列一個(gè)團(tuán)隊(duì)的研究人員用革命性的3D打印技術(shù)，利用取自病人自身的人體組織，打印出了全球第一個(gè)完整的心臟。
研究人員將這項(xiàng)成果稱為“重大醫(yī)學(xué)突破”，并成功提高了移植的可能性。
首次成功打印出完整心臟
當(dāng)?shù)貢r(shí)間周一，特拉維夫大學(xué)的一個(gè)研究小組公布了上述成果，這是用病人自己的細(xì)胞和生物材料制成的。
該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、特拉維夫大學(xué)分子微生物和生物技術(shù)學(xué)系的副教授塔爾·德維爾表示，“這是第一次有人成功地設(shè)計(jì)并打印出了充滿細(xì)胞、血管、心腔的完整心臟。過(guò)去人們已經(jīng)成功地用3D打印技術(shù)打印出了心臟的結(jié)構(gòu)，但不是用的細(xì)胞或血管。”
Haaretz報(bào)道截圖
此外，接受人體工程組織(Tissueengineering，是指利用生物活性物質(zhì)，通過(guò)體外培養(yǎng)或構(gòu)建的方法，再造或者修復(fù)器官及組織的技術(shù))或其他植入物的患者經(jīng)常需要接受免疫抑制劑的治療，這可能危及患者的健康。但有了上述特拉維夫研究人員的突破，“患者將不再需要一直等待或服用藥物來(lái)防止排斥反應(yīng)。相反，這項(xiàng)技術(shù)能將患者所需的器官打印出來(lái)，且能為每個(gè)病人量身定做。”特拉維夫大學(xué)在一份聲明中寫道。
記者注意到，其實(shí)在2018年11月，特拉維夫大學(xué)的研究人員就表示，他們創(chuàng)造了首個(gè)完全適用于人體的組織植入物，該植入物利用患者自己的生物材料和細(xì)胞進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)的這項(xiàng)成果就為今天的3D打印心臟鋪平了道路。終于在約5個(gè)月后，他們成功地打印出了全球首個(gè)3D打印的完整心臟。
據(jù)世衛(wèi)組織(WTO)數(shù)據(jù)，心血管疾病是全球造成死亡最多的病因。2016年，估計(jì)有1790萬(wàn)人死于心血管疾病，占全球死亡總數(shù)的31%。其中，85%死于心臟病和中風(fēng)。
心臟移植也是目前唯一可用于終末期心力衰竭患者的治療方法。然而，由于缺乏心臟供體，心臟移植在過(guò)去一直是個(gè)難題。如今最新的科學(xué)突破可能會(huì)在醫(yī)學(xué)界開辟一條新的道路，為未來(lái)的器官和組織移植鋪平道路。
“這顆心臟是由人類細(xì)胞和病人特有的生物材料制成的。在我們的研究過(guò)程中，這些材料作為由糖和蛋白質(zhì)組成的物質(zhì)生物墨水，可以用于復(fù)雜組織模型的3D打印。”德維爾教授說(shuō)道。
仍面臨諸多挑戰(zhàn)
盡管如此，但科學(xué)家們表示，在3D打印心臟完全投入使用前，還將面臨很多挑戰(zhàn)。首先就是成本——德維爾教授表示，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，3D打印心臟的過(guò)程要花費(fèi)“幾千以色列新謝克爾(注：1以色列新謝克爾=0.28美元)”，如果這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，可能還會(huì)更加昂貴。
周一，特拉維夫大學(xué)的研究人員們向到訪的媒體記者展示了一顆櫻桃大小的心臟的3D打印圖像，他們的研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》雜志上。德維爾教授表示，研究人員現(xiàn)在還必須教這些打印出來(lái)的心臟“表現(xiàn)”得像真的心臟一樣，然后他們計(jì)劃將這些心臟移植到動(dòng)物模型中。
德維爾教授在新聞發(fā)布會(huì)上表示，這項(xiàng)技術(shù)不會(huì)明天就在醫(yī)院或診所里面使用，他們目前正處于這項(xiàng)技術(shù)的早起階段，但“也許10年后，世界上最好的醫(yī)院將會(huì)有人體器官的打印機(jī)，這些程序?qū)?huì)按照事先設(shè)定好的程序工作。”他同時(shí)還指出，醫(yī)院可能會(huì)從比心臟更簡(jiǎn)單的人體器官開始。
圖片來(lái)源：特拉維夫大學(xué)官網(wǎng)
德維爾教授還解釋稱，他們通過(guò)3D打印技術(shù)打印出的心臟目前只有一個(gè)兔子的心臟大小，因此這項(xiàng)技術(shù)還需要在生物反應(yīng)器(一個(gè)支持生物活躍環(huán)境的系統(tǒng))中經(jīng)歷一個(gè)成熟的過(guò)程，并使它們生長(zhǎng)，從而長(zhǎng)成人類心臟大小。
他還補(bǔ)充稱，打印這個(gè)僅有櫻桃大小的心臟需要3~4個(gè)小時(shí)，但成熟的過(guò)程可能需要一個(gè)月左右，之后科學(xué)家將開始在兔子和老鼠等小動(dòng)物身上進(jìn)行測(cè)試，他希望這些測(cè)試能在1~2年內(nèi)完成。
打印機(jī)“墨水”：病人身上的脂肪組織切片
那么，這些研究人員3D打印出的心臟所用的“墨水”是什么?
《以色列時(shí)報(bào)》報(bào)道中稱，在這次“墨水”的制作過(guò)程中，研究人員是從病人身上提取了脂肪組織的切片。據(jù)該團(tuán)隊(duì)在特拉維夫大學(xué)官網(wǎng)上發(fā)表的聲明，研究人員先是將針對(duì)患者的心臟切片制作出來(lái)，然后再用3D打印打印出了心臟。
3D打印出的心臟(圖片來(lái)源：特拉維夫大學(xué)官網(wǎng))
德維爾教授表示，使用患者自己的組織對(duì)于消除植入物引發(fā)免疫反應(yīng)和被排斥的風(fēng)險(xiǎn)非常重要。他補(bǔ)充稱，3D打印人體心臟目前仍存在風(fēng)險(xiǎn)，其中包括如何擴(kuò)大細(xì)胞，使其擁有足夠的組織來(lái)再造人類大小的心臟。
《以色列時(shí)報(bào)》報(bào)道中還稱，除了此次特拉維夫大學(xué)公布的人類首個(gè)3D打印的心臟外，其實(shí)3D打印這項(xiàng)近年來(lái)興起的技術(shù)已經(jīng)在許多其他領(lǐng)域有所成就，但這項(xiàng)技術(shù)在為人類提供便利的同時(shí)，也引起了廣泛的爭(zhēng)議。(記者|蔡鼎)
