3D打印出可正常工作的人体心脏组织

  • 日期:08-14
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3D打印有效的人体心脏组织.

最新发现和创新

科技日报,北京,8月5日(记者刘霞)根据美国《每日科学》网站最近的报道,美国研究人员在《科学》杂志上写道,他们使用“悬浮水凝胶自由形式可逆嵌入”(FRESH) )技术。胶原蛋白成功地将3D打印成为一颗工作的心脏“部分”,这项突破性的技术更接近3D打印全尺寸成人心。

所有人体器官,包括心脏,都建立在称为细胞外基质(ECM)的生物支架上。在过去,科学家们试图打印ECM,但它们受到组织减少和细度的限制。

胶原蛋白存在于人体的所有组织中,是一种理想的3D打印生物材料。但它最初是液体,在3D打印过程中变成了胶状凝胶。

研究人员开发了FRESH技术以防止其变形。 FRESH允许胶原蛋白在凝胶支持罐中逐层堆叠,然后通过从室温加热到体温来熔化支撑槽以获得完美的结构。这些结构精细达20微米,可插入活细胞和毛细血管。通过这种方法,可以设计各种尺度的人体心脏成分以从毛细血管到整个器官进行印刷。

该研究发现,FRESH 3D生物打印心脏可以精确再现患者特异性解剖结构,这是通过微型计算机断层扫描确定的。印刷的人心肌细胞的心室在峰值收缩期间显示出同步收缩,定向动作电位传播和壁增厚14%。

研究人员还说,新技术创造的结构可以“显著提高细胞活力”,促进新血管的形成。从长远来看,这项技术将来可能被用来打印心脏或其他器官。全世界有17.72亿人需要心脏移植。

当然,要实现这一目标还有许多挑战,包括:产生数十亿个细胞,这些细胞需要生物打印大型组织;遵守动物和最终人类测试的监管程序。