3D打印心脏内部结构

美国明尼苏达大学研究人员在最新一期《循环研究》杂志上发表报告称，他们在实验室中用人类细胞3D打印出了功能正常的厘米级人体心脏肌泵模型。

研究人员称，这种能够发挥正常功能的心脏肌泵模型系统对于心脏病研究来说具有重要意义，而他们的成果向制造人类心脏这样的大型腔室模型迈出了关键一步。

使用3D生物打印技术制造类人体器官组织，是目前的一个研究热点。此前，明尼苏达大学研究人员曾尝试利用人类诱导多能干细胞来打印心脏肌泵模型。

他们将多能干细胞重新编程为心肌细胞，然后使用专门的3D打印机在三维结构中打印它们。由于不能达到使心肌细胞真正发挥作用的临界细胞密度，他们一直未能创建出具有正常功能的心脏肌泵模型。

此次，研究人员尝试了一种新方法。她们提升了由细胞球外基质蛋白制取的独特生物黑墨水，推动人诱发多能干细胞的繁衍和心脏细胞的分化，将该生物黑墨水和人诱发多能干细胞混和，以独特立体印刷包装印刷了心血管样腔的多孔材料。

干细胞首先会在该结构中扩增，不断提高细胞密度，然后再原位分化为心肌细胞。利用这一方式，学者在不上一个月的脚丫内就做到了提升机体球相对密度的总体目标，使心脏泵实体模型具备一切正常的心脏作用，可以像人的大脑那般颤动。

此心脏实体模型长约1.5cm，由学者专业修定。这类尺度适用小鼠实体模型，可置放在小鼠腹部，用以有关科学研究。

研究工作人员觉得，具备一切正常作用的抽水机实体模型对系统心肌梗塞研究具备关键实际意义，其成效将会对心血管研究造成变革性危害。新模型会成为研究心脏功能的宝贵工具，用于追踪心脏结构在细胞和分子水平上的变化，研究心脏病药物和疗法的效果。

3D生物打印，其主旨就是为了挽救数百万需要替换器官患者的生命。为了避免宿主对器官产生排斥从而需要再次更换，科学家正在使用人类细胞，尤其是患者自己的细胞进行人造器官打印。

此次打印出的心脏尺寸，是适用于小鼠模型的，可能还需要很久，一个与人类心脏大小一致、功能相同并可消除排斥问题的3D打印心脏才可以真正为患者所用，届时我们就可以说：3D生物打印技术，真正填补了器官移植领域的空白。