全球首例3D打印微型心臟 3分鐘一顆器官將白菜價(jià)？

　　一項(xiàng)新的科技突破，有可能讓漫長(zhǎng)而危險(xiǎn)的器官移植徹底成為歷史。

　　4月15日，以色列特拉維夫大學(xué)在綜合科技期刊Advanced Science上刊文，宣布成功用人體細(xì)胞制造出世界上首顆3D打印心臟。

特拉維夫大學(xué)研究員展示人工心臟特拉維夫大學(xué)研究員展示人工心臟

　　這顆3D打印人工心臟大約兩厘米長(zhǎng)，和兔子的心臟大小差不多，看起來(lái)像個(gè)精致的小玩具。然而這顆心臟是貨真價(jià)實(shí)的人類心臟縮小版，不僅有心臟細(xì)胞，還有血管和其他支撐結(jié)構(gòu)，甚至能像真實(shí)的心臟一樣跳動(dòng)。

　　如果世界上真的存在身高30厘米的迷你小人兒，這顆心臟理論上能支持它的一切生理活動(dòng)。

　　最關(guān)鍵的是，這顆心臟的“打印原料”和“粘合膠水”，均來(lái)自患者本人體細(xì)胞，不會(huì)在進(jìn)行器官移植時(shí)產(chǎn)生任何的排異反應(yīng)。而在此前，所有的人造器官都是用合成材料，或其他非來(lái)源于患者的材料制成。

　　器官移植手術(shù)的黎明，可能真的要到來(lái)了。

像打印模型一樣，打印一顆心臟

　　3D打印人體器官，并不只是把一堆細(xì)胞堆成心臟或腎臟的樣子那么簡(jiǎn)單。

　　盡管人類早已掌握了人工培養(yǎng)簡(jiǎn)單人體組織的技術(shù)，但想要生產(chǎn)一顆完全匹配患者的免疫學(xué)、細(xì)胞、生物化學(xué)和解剖學(xué)特性的心臟，還是難上加難。尤其是在心臟中，復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)和其上附著的肌肉組織需要嚴(yán)格符合正常心臟解剖結(jié)構(gòu)，才能保證心臟的正常工作。

　　而3D打印技術(shù)的發(fā)展，使從零開(kāi)始重建心臟成為了可能。

　　根據(jù)特拉維夫大學(xué)發(fā)表的論文（3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts），打印心臟的原料來(lái)自從患者身上取出的網(wǎng)膜組織。網(wǎng)膜組織位于人類的內(nèi)臟外部，像帷幔一樣保護(hù)著內(nèi)臟。

　　之后，網(wǎng)膜組織會(huì)被分離成細(xì)胞和基質(zhì)兩部分。

　　通過(guò)重新編程，網(wǎng)膜中分離出的體細(xì)胞會(huì)再次回歸可以分化的多能干細(xì)胞。在誘導(dǎo)下，多能干細(xì)胞重新分化為構(gòu)成心臟主體的心肌細(xì)胞和構(gòu)成血管的內(nèi)皮細(xì)胞。

　　而分離出的基質(zhì)則會(huì)被加工成水凝膠。

打印過(guò)程示意圖

　　接下來(lái)，心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞將被分別置于水凝膠中培養(yǎng)，形成3D打印所需的打印材料。

　　在下圖中，我們可以清楚地看到用于3D打印的原材料。a是剛剛剝離出的網(wǎng)膜組織，而把細(xì)胞全部分離后，網(wǎng)膜組織留下了圖b中像鍋巴一樣的基質(zhì)。圖c則是“鍋巴”做成的水凝膠，會(huì)在打印中擔(dān)任“生物油墨”的角色。

慎點(diǎn)大圖

　　最后一步，是對(duì)患者的心臟建模。

　　對(duì)心臟的建模非常復(fù)雜，既要重現(xiàn)患者本身的心臟形態(tài)（畢竟世界上沒(méi)有兩顆一樣的心臟），又要靠想象力補(bǔ)足細(xì)節(jié)。