3D打印心脏！黑科技能否改变器官移植格局？

admin · 发表于 2020-10-14 14:22:12

                  <section data-role="paragraph" data-color="rgb(182, 228, 253)" data-custom="rgb(182, 228, 253)"><section><section><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section><section><p><p><img src="image/20201014/86b79d371e9862b01189f0252a03b2cd_1.png" /></p></p></section><section><section><span><strong></strong></span></section><p><span>医疗器械媒体报道先锋</span></p><p><span>分享专业医疗器械知识</span></p></section><section><section><section><span>关注</span></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section><section powered-by="gulangu"><section><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section><section><p><span data-positionback="static"><p><img src="image/20201014/1808fb1604548520aa356346daf799ba_2.jpg" /></p></span></p><p>让展会，永不落幕！<br  /></p></section></section><p><span><strong><span></span></strong></span></p></section></section></section></section></section></section><p><span>以色列是一个不折不扣的“创新之国”。</span><span><strong><span>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。</span></strong><strong><span></span></strong></span></p><p><br  /></p><p><span>近日，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。</span><span><strong><span>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”。</span></strong><strong><span></span></strong><span>它虽然只是一个微缩版的原型，却是人类<strong>“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”</strong>。</span></span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/f9582411892b445d2fb00c19366a56d9_3.png" /></p></p><p><span><strong>▲3D打印心脏，以色列科学家带来了新突破（图片来源：</strong><strong>参考资料[1]）</strong></span></p><p><br  /></p><p><span>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”。</span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/1f10d3ace3f61ab1af3f73d33f884e9c_4.png" /></p></p><p><br  /></p><p><span><strong>▲简单几步处理，脂肪变成了打印心脏的“墨水”（图片来源：</strong><strong>参考资料[1]）</strong></span></p><p><br  /></p><p><span>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。</span><span><strong><span>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。</span></strong><strong><span></span></strong></span></p><p><br  /></p><p><span>“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。”</span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/5881b89a5d8bfb2ef5f7838759eae2e6_5.png" /></p></p><p><br  /></p><p><span><strong>▲研究人员们用计算机模拟了小血管网络（图片来源：</strong><strong>参考资料[1]）</strong></span></p><p><br  /></p><p><span>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。</span><span><strong><span>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。</span></strong><strong><span></span></strong><span>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。</span></span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/713e52072e84ae9c4962bd21f7f1113a_6.gif" /></p></p><p><br  /></p><p><span><strong>▲3D打印心脏的全过程（图片来源：</strong><strong>参考资料[1]）</strong></span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/8e73dfb6aa575952291725a3d148cf6d_7.gif" /></p></p><p><span><strong>▲往3D打印的心脏里注射染料观察结构（图片来源：</strong><strong>参考资料[1]）</strong></span></p><p><br  /></p><p><span>万事俱备之后，他们成功打印出了一个“人造心脏”。</span><span><strong><span>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。</span></strong><strong><span></span></strong><span>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。</span></span></p><p><br  /></p><p><span><strong><span>按计划，他们想在1年多后开启动物实验</span></strong><span>，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。</span></span></p><p><br  /></p><p><span>“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！</span><span></span></p><p><br  /></p><section><section><section powered-by="gulangu"><section><section><p><span>参考资料（可上下滑动查看）</span><br  /></p><p><span>[1] Nadav Noor et al., (2019), 3D&nbsp

rinting of&nbsp

ersonalized Thick and&nbsp

erfusable Cardiac&nbsp

atches and Hearts, Advanced Science, DOI: https://doi.org/10.1002/advs.201900344</span></p><p><span>[2] 'First' 3-D print of heart with human tissue, vessels unveiled, Retrieved April 15, 2019, from https://medicalxpress.com/news/2019-04-d-heart-human-tissue-vessels.html</span></p><p><span>[3] Researchers build 3D-printed heart out of patient’s donor cells, Retrieved April 15, 2019, from https://www.fiercebiotech.com/medtech/researchers-build-3d-printed-heart-out-patient-s-donor-cells</span></p><p><span>[4] TAU Scientists&nbsp

rint First 3D Heart Using&nbsp

atient’s Own Cells and Materials, Retrieved April 15, 2019, from https://www.aftau.org/weblog-medicine--health?&storyid4704=2446&ncs4704=3</span><span></span></p></section></section></section></section></section><p><br /></p><p><span>本文来自药明康德微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台；如有开设</span><span>白名单需求，请在文章底部留言；如有其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com</span></p><p><span><br /></span></p><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section data-id="1658"><section><section><section data-id="1658"><section><section><section data-id="1658"><section><section><section data-id="1658"><section><section><p><span><strong>相关阅读</strong></span></p></section><p><p><img src="image/20201014/ec237188ae1e9c03eb4d9814f31b18ab_8.gif" /></p></p><p><span>院前卒中诊断、虚拟混合现实、个性化3D打印，上榜十大医疗创新！</span><br /></p><p><br /></p><p><span>医学3D打印！全国首个科研机构获批医疗器械注册证！</span><br /></p><p><br /></p><p><span>详解 3D 打印在医学领域的应用</span><br /></p><p><br /></p><p><span>奇迹！澳洲医生用3D打印脊椎令骨骼畸形男童“获重生”！</span><br /></p></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section><p><br /></p><p><p><img src="image/20201014/cd6e6da350853c459044672a7cf353fb_9.jpg" /></p></p>

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