記者探訪：全球首例3D打印“完整心臟”

以色列特拉維夫大學的研究人員在3D打印技術的幫助下，使用患者自身細胞組織，成功打印出了全球首顆“完整心臟”。那么這顆“心臟”究竟是什么樣的？又是怎么打印出來的？

上圖記者手里拿著的這個無論從大小還是外形上都像是一個小櫻桃的，就是以色列科學家通過3D打印技術制作出來的一個所謂完整的人類心臟。雖然它的直徑、長度不到兩厘米，但是大家也不要小看，因為它的結構是跟人類心臟的結構完全一樣的，上面藍色的部分是血管，里面還有心室和心房，更重要的是它的原始細胞是從患者身上直接提取的，這也給未來這種器官移植可能帶來的排異反應帶來的風險提前進行了排除。

阿薩夫博士是“3D打印心臟”實驗項目的負責人，2015年他帶領15個人組成的團隊開始進行相關研究。他表示，目前世界各國都在嘗試不斷發展活體細胞3D打印技術，并致力于將其應用到生物醫學領域。他認為，相比較其他的3D打印實驗，他們的實驗成果實現了更為長足的進步，這為未來打印可用于移植的心臟提供了可能。

以色列“3D心臟打印”實驗負責人 阿薩夫·夏皮拉：此前其它的實驗打印的都是沒有細胞的心臟，或是有細胞但不是來自患者自身生理組織，還有的是合成材料制成的心臟，或者干脆沒有血管。所以，能夠把上述三項指標結合在一起，（我們的實驗）是一個新的的進步。

在現場，阿薩夫博士開啟3D打印機，并配置所需的生物材料，準備為我們重現“一顆心”的打印過程。他指出，打印機所使用的“生物墨水”以及承載心臟結構的介質是整個打印過程中最關鍵的技術。

上圖就是一個完整的人類心臟模型的3D打印過程?？梢钥吹缴锬谕ㄟ^管子和針頭噴射到這個小盒子里面的凝膠中，而一個小的心臟正在逐漸的成形?？茖W家們說，現在打印一個這樣的小心臟只需要3個半小時，不過他們則是花了3年多4年的時間才摸索出來一個這樣的打印方法。

以色列“3D心臟打印”實驗負責人 阿薩夫·夏皮拉：之前失敗的主要原因就是我們研制的生物介質十分脆弱，無法支撐打印出來的心臟結構。如果在里面打印的話，器官結構就會潰散，無法逐層打印并成形。

最終經過不斷地調整配方和實驗，阿薩夫的團隊終于研制出合適的生物墨水，以及能夠支撐打印結構的凝膠。當構成心臟結構兩種主要細胞，通過打印機注入凝膠之后，凝膠能夠幫助其自下而上逐級成型并不斷固化。而在此基礎上，實驗人員仍需要把控好所有細節，才能保證成功打印出一顆完整的“心”。

打印心臟不成熟 臨床應用尚需時日

在了解完這顆人類“心臟”的3D打印過程之后，可能很多觀眾都會感到好奇，這樣小的心臟，具備正常人類心臟的功能嗎？未來真的有可能在人類身上實現打印心臟等器官的移植嗎？

阿薩夫博士表示，他們目前打印出來的心臟結構其實還不具備正常的心臟功能，短期內也無法進行整體移植實驗。因為目前他們打印出的心臟雖然有活細胞，細胞也能自主收縮，但所有細胞無法整體同步收縮，這意味著打印心臟還不具備泵血功能，這也將是他們下一步的努力方向。

與此同時，受3D打印機精度的限制，目前他們僅能打印出心臟結構的主要血管，而不是全部血管，目前他們寄希望于借助生物特性來形成所有血管結構。

此外，研究人員目前還受困于如何延長打印“心臟”的存活時間。他們自上月實驗成功后，已經陸續打印了約20個類似的“心臟”進行實驗，但是平均存活時間都不到2天。阿薩夫指出，想要確保細胞持續存活，需要專門的生物反應器，他們已經預定了相關設備，希望這些設備有助于細胞存活更長時間。

而只有在上述難題全都解決后，研究人員才會考慮在動物身上進行整體移植實驗。至于在人類臨床醫學上的應用，阿薩夫博士認為還需要幾十年的時間。

雖然這種3D打印心臟短期內還無法應用于臨床，但阿薩夫團隊的研究成果仍然被認為是器官移植領域的重大突破，因為他們給人類心臟移植不再完全依賴于異體移植帶來了希望，如果未來順利實現，就將不再受限于必須尋找匹配的異體器官，并能有效避免異體移植存在排異反應的缺陷。

（來源：央視新聞客戶端）