巴蜀网

 找回密码
 免费注册

QQ登录

只需一步,快速开始

开启左侧
查看: 48|回复: 0
 iiu101 发表于: 2019-4-16 10:05:58|显示全部楼层|阅读模式

[2019年] 首个3D打印的“人造心脏”诞生,有望变革器官移植

 [复制链接]
源自:新浪科技综合
源自:学术经纬

  以色列是一个不折不扣的“创新之国”。位于中东,饱受战火冲突的以色列其国土面积虽不如北京与上海的总和,人口也只有区区800万,却已经诞生了10多位诺奖得主。
  今日,来自以色列特拉维夫大学的科学家们又给我们带来了一项突破。一支科研团队用人类的脂肪组织,通过一系列神奇的操作,最终成功3D打印出了一颗“人造心脏”。它虽然只是一个微缩版的原型,却是人类“首次成功设计并打印出一个具有细胞、血管、心室和心房的心脏”。

8IZ9-hvsckth4217550.jpg
3D打印心脏,以色列科学家带来了新突破(图片来源:参考资料[1])
  这颗心脏可以说是生物学、材料学、计算机科学等诸多学科联合带来的科学突破。具体来看,研究人员们先从一些患者的体内取出了一些脂肪组织,然后将其“细胞”与“非细胞”的成分进行分离。这些细胞随后被用来诱导产生多能干细胞,而胶原蛋白和糖蛋白等非细胞成分则用来合成“个体化凝胶”,来充当3D打印的“墨水”。

Gf0l-hvsckth4217627.jpg
简单几步处理,脂肪变成了打印心脏的“墨水”(图片来源:参考资料[1])
  研究人员们发现,自身材料组成的凝胶给干细胞提供了良好的发育环境。在这些凝胶里,干细胞能高效分化成心脏细胞和内皮细胞。由于所有的材料都来自患者本身,这些细胞产生的组织能有效地避免异体器官移植中的排斥问题。
  “生物材料的兼容性是消除移植排斥问题的关键,这些问题可能会危害移植的成功,”本研究的通讯作者Tal Dvir教授说道:“理想情况下,生物材料应该与患者本身的组织有同样的生化、机械、以及拓扑性质。”

Sdm--hvsckth4217719.jpg
研究人员们用计算机模拟了小血管网络(图片来源:参考资料[1])
  成功分化细胞之后,研究人员们进一步开始用这一方法“3D打印”心脏组织和器官。利用CT扫描技术,他们勾勒出了心脏的大体结构,这包括了心脏的形状,心房心室的尺寸,以及主要血管的走向。对于CT扫描无法获取的小血管网络结构,研究人员们又使用了数学模型,计算不同区域的氧消耗,合理分配血管的走向。在计算机的辅助下,我们获得了更为完整的血管网络结构,用于实际的打印。

pN5m-hvsckth4217789.gif
3D打印心脏的全过程(图片来源:参考资料[1])

WFj9-hvsckth4217882.gif
往3D打印的心脏里注射染料观察结构(图片来源:参考资料[1])
  万事俱备之后,他们成功打印出了一个“人造心脏”。限于目前的技术,研究人员们打印出来的还只是一个“迷你版”,尺寸只有樱桃一样大,差不多是兔子心脏的大小。这颗心脏带有心脏细胞和血管,结构完整。目前,这颗心脏里的细胞可以出现收缩,但尚不能像正常心脏一般搏动泵血。这也是研究人员们下一步的主攻方向。
  按计划,他们想在1年多后开启动物实验,研究这种人造心脏用于器官移植的可行性。目前,心血管疾病是人类的第一杀手,而心脏移植是病情严重患者几乎唯一的选择。由于迟迟没有合适的器官,许多患者只能在等待中,迎来生命的终结。如果这一技术真的能用于人类器官移植,无疑是一大喜讯。
  “可能在10年里,全世界最好的医院里就能出现器官打印机。” Dvir教授乐观地估计道。我们期待早日看到梦想成真的那一天!

q8vg-hcwpcmq1468749.png
『 巴蜀网 』提醒,在使用本论坛之前您必须仔细阅读并同意下列条款:
  1. 遵守《全国人大常委会关于维护互联网安全的决定》及中华人民共和国其他各项有关法律法规,并遵守您在会员注册时已同意的《『 巴蜀网 』管理办法》;
  2. 严禁发表危害国家安全、破坏民族团结、破坏国家宗教政策、破坏社会稳定、侮辱、诽谤、教唆、淫秽等内容;
  3. 本帖子由 iiu101 发表,享有版权和著作权(转帖除外),如需转载或引用本帖子中的图片和文字等内容时,必须事前征得 iiu101 的书面同意;
  4. 本帖子由 iiu101 发表,仅代表用户本人所为和观点,与『 巴蜀网 』的立场无关,iiu101 承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任。
  5. 本帖子由 iiu101 发表,帖子内容(可能)转载自其它媒体,但并不代表『 巴蜀网 』赞同其观点和对其真实性负责。
  6. 本帖子由 iiu101 发表,如违规、或侵犯到任何版权问题,请立即举报,本论坛将及时删除并致以最深的歉意。
  7. 『 巴蜀网 』管理员和版主有权不事先通知发帖者而删除其所发的帖子。
分享到:
您需要登录后才可以回帖 登录 | 免费注册

本版积分规则

© 2002-2019, 蜀ICP备12031014号, Powered by 5Panda
GMT+8, 2019-6-17 13:20, Processed in 0.187200 second(s), 11 queries, Gzip On, MemCache On
快速回复 返回顶部 返回列表