科学家尝试用脂肪细胞3D打印人类心脏

科学家尝试用脂肪细胞3D打印人类心脏

美国肯塔基州，路易斯维尔（Louisville），这话听起来有些难以置信，在这里确实有一群科学家正在尝试用一台3D打印机制造人类的心脏。
这是一个雄心勃勃的项目，其最终目标是用患者的自身细胞培育一个新的心脏，然后把患者患病的心脏替换下来。
这项技术，真的让人很难想象，不过并不是毫无根据地幻想。去年，康奈尔大学的科学家已经用3D打印技术制造出了一个人类的耳朵。
到目前为止，路易斯维尔大学的研究团队已经打印出了人的心脏瓣膜和静脉细胞。他们还能用其它方法制造一些心脏的其它部分，细胞生物学家Stuart Williams说。Williams是这个项目的领导者，他介绍说，他们还成功地在小鼠等小动物身上测试了3D打印的微小血管。
Stuart Williams认为，按照目前的研究进度，他们能在三到五年内实现打印并组装一个完整的心脏。
Williams说，最大的挑战是让众多的细胞像一个正常的心脏一样工作。这是路易斯维尔大学和犹太医院合作研究的一个项目。
使用病人自身细胞制造的器官可以解决致命的排异问题，这样病人就不用在器官移植后服用大量的抗排斥药物了，Williams说。他设想的心脏将会使用病人的脂肪细胞培育。
如果一切按计划进行，Williams说，3D打印心脏可能会在十年内进行临床人体实验。第一个患者最有可能是那些不适合移植人工心脏的心脏病人，尤其是儿童，他们们的胸部太小，往往无法安装人工心脏。
路易斯维尔医院有成功移植人工心脏的案例。美国第二例成功的人工心脏（Jarvik 7）移植手术就是上世纪80年代中期在路易斯维尔做的。2001年，来自路易斯维尔大学的医生植入了第一个独立的人工心脏（AbioCor）。接受手术的病人Robert L. Tools靠着钛泵和塑料泵活了151天。
但大量的困难仍然存在，包括如何在打印完成后保细胞组织的活力。“对于复杂的器官，比如肾脏和心脏，最重大的挑战是如何向细胞组织提供足够的氧气来维持它的存活，直到它完全融入人体。” Anthony Atala博士说，他的团队正在维克森林大学尝试使用3D打印机，打印一个人类肾脏。
3D打印技术并不是研究人员用患者自身细胞构建一个心脏的唯一方法。在其他地方，科学家们正在探索把细胞注入模具的想法。科学家们已经在实验室中制造出了啮齿动物跳动的心脏，一些使用这种方法制造的简单器官已经被植入了人体，包括膀胱和气管。
3D生物打印机的工作原理类似许多喷墨打印机，使用一根针管按照预定的图案将打印材料喷出堆积起来。

这些细胞会先通过一台机器进行纯化，然后分区域进行打印，并根据计算机模型来逐层构建心脏。Williams的打印机使用凝胶和活细胞的混合物作为打印材料。最终，打印出来的细胞将生长在一起并形成组织。
（来源于天工社）

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