以色列是一個不折不扣的“創新之國”。位於中東,飽受戰火衝突的以色列其國土麵積雖不如北京與上海的總和,人口也隻有區區800萬,卻已經誕生了10多位諾獎得主。
今日,來自以色列特拉維夫大學的科學家們又給我們帶來了一項突破。一支科研團隊用人類的脂肪組織,通過一係列神奇的操作,最終成功3D打印出了一顆“人造心髒”。它雖然隻是一個微縮版的原型,卻是人類“首次成功設計並打印出一個具有細胞、血管、心室和心房的心髒”。
這顆心髒可以說是生物學、材料學、計算機科學等諸多學科聯合帶來的科學突破。具體來看,研究人員們先從一些患者的體內取出了一些脂肪組織,然後將其“細胞”與“非細胞”的成分進行分離。這些細胞隨後被用來誘導產生多能幹細胞,而膠原蛋白和糖蛋白等非細胞成分則用來合成“個體化凝膠”,來充當3D打印的“墨水”。
“生物材料的兼容性是消除移植排斥問題的關鍵,這些問題可能會危害移植的成功,”本研究的通訊作者Tal Dvir教授說道:“理想情況下,生物材料應該與患者本身的組織有同樣的生化、機械、以及拓撲性質。”
萬事俱備之後,他們成功打印出了一個“人造心髒”。限於目前的技術,研究人員們打印出來的還隻是一個“迷你版”,尺寸隻有櫻桃一樣大,差不多是兔子心髒的大小。這顆心髒帶有心髒細胞和血管,結構完整。目前,這顆心髒裏的細胞可以出現收縮,但尚不能像正常心髒一般搏動泵血。這也是研究人員們下一步的主攻方向。
按計劃,他們想在1年多後開啟動物實驗,研究這種人造心髒用於器官移植的可行性。目前,心血管疾病是人類的第一殺手,而心髒移植是病情嚴重患者幾乎唯一的選擇。由於遲遲沒有合適的器官,許多患者隻能在等待中,迎來生命的終結。如果這一技術真的能用於人類器官移植,無疑是一大喜訊。
“可能在10年裏,全世界最好的醫院裏就能出現器官打印機。” Dvir教授樂觀地估計道。我們期待早日看到夢想成真的那一天!
參考資料:
[1] Nadav Noor et al., (2019), 3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts, Advanced Science, DOI: https://doi.org/10.1002/advs.201900344
[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
[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
[4] TAU Scientists Print First 3D Heart Using Patient’s Own Cells and Materials, Retrieved April 15, 2019, from https://www.aftau.org/weblog-medicine--health?&storyid4704=2446&ncs4704=3