科学家用病人的细胞打印出首个3D心脏 计划移植到动物体内

　　据外媒报道，在一项重大的医学突破中，特拉维夫大学的研究人员使用病人自己的细胞和生物材料“打印”出了世界上第一个3D血管化人工心脏。

　　他们已将研究成果发表在《先进科学》(Advanced Science)期刊上。

　　此前，再生医学领域的科学家们只打印出了没有血管的简单心脏。

　　负责领导此次研究的特拉维夫大学分子细胞生物学和生物技术学院的塔尔-德维尔(Tal Dvir)教授说：“这是世界上第一次成功地设计和打印出充满细胞、血管、心室和心房的整个心脏。”

　　心脏病是美国人死亡的主要原因。心脏移植是目前唯一可拯救晚期心力衰竭患者的治疗方法。鉴于心脏供体严重短缺，迫切需要开发新的方法来让患病心脏获得再生。

　　“这颗心脏是由人体细胞和病人特有的生物材料制成的。在我们的研究过程中，这些材料可以充当生物墨水，是由糖和蛋白质制成的物质，可以用于3D打印复杂的组织模型。过去人们已经设法3D打印没有细胞或血管的心脏。我们的研究结果证明了我们的方法在未来打造定制人体组织和进行器官移植方面的潜力。”

　　这项研究由德维尔教授、特拉维夫大学生命科学学院的阿萨夫-沙皮拉(Assaf Shapira)博士和德维尔教授实验室的博士生纳达夫-穆尔(Nadav Moor)共同进行。

　　“在这个阶段，我们的3D心脏很小，就像兔子的心脏一样大。”德维尔教授解释说。但打印更大的人类心脏需要的是同样的技术。”

　　在研究中，科学家对患者的脂肪组织进行了活检，然后分离组织的细胞和A细胞材料。当细胞被重新编程成为多能干细胞时，细胞外基质(ECM)——由胶原和糖蛋白等细胞外大分子组成的三维网络——就被加工成一种具有个性化的水凝胶，用作3D印刷的“墨水”。

　　在与水凝胶混合后，这些细胞被有效地分化为心脏或内皮细胞，从而形成具有患者特性、免疫相容性的心脏贴片，并随后形成一个完整的心脏。

　　根据德维尔教授的说法，使用患者自己的细胞材料对成功打印3D组织和器官至关重要。

　　德维尔教授说：“工程材料的生物相容性对于消除移植器官排斥风险至关重要，因为排异风险将危及此类治疗的成功。在理想情况下，生物材料应具有与患者自身组织相同的生化、机械和形体特性。”

　　德维尔教授说，研究人员现在正计划在实验室培养这些打印出来的心脏，并“教它们像真正的心脏一样运行”。然后，他们计划将3D打印的心脏移植到动物体内。

　　“我们需要进一步培养3D打印心脏。”他总结道，“细胞需要形成一种泵送能力。它们目前可以收缩，但我们还需要它们一起协同工作。我们希望我们能成功地证明我们的方法的有效性和实用性。”

　　“也许十年后，世界上最好的医院会有人体器官打印机，而心脏移植手术将会变得很常见。”(腾讯科技审校/乐学)