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哈佛研究所开发 3D 打印心脏技术，打印出的心脏细丝自己还能长

发布于：2024-06-21 编辑：匿名来源：网络

哈佛研究所开发出3D打印心脏技术，打印出来的心脏细丝可以自行生长。

12月，世界卫生组织宣布，在过去20年里，心脏病一直是世界范围内的首要死因，而死于心脏病的人数比以往任何时候都多。

自那时起，每年死于心脏病的人数增加了数万人，达到近万人。

▲图片来自：尼日利亚卫报。

许多身患重病的患者需要进行心脏移植手术。

然而，等待的时间总是太长。

等待六个月以上甚至在生命结束之前的情况并不少见。

。

因此，我们需要更有效的心脏组织替代品。

2008年，苏黎世联邦理工学院的一组研究人员利用3D打印技术制造了人造硅胶心脏，它可以像人体器官一样跳动，但当时的测试表明它只能持续30到45分钟。

▲图片来自：ETH Zürich 2016年，以色列特拉维夫大学的研究人员利用患者细胞和生物材料成功打印出第一颗3D心脏。

虽然这是一个包括血管和心室在内的完整心脏，但它只有兔子心脏那么大。

▲图片来自：特拉维夫大学心脏本身的再生能力有限。

这些人造心脏虽然取得了一定的成果，但无法模拟心肌高度结构化的结构和复杂的功能，其在恢复心脏功能方面的作用自然受到限制。

现在，由哈佛大学维斯生物启发工程研究所和哈佛大学工程与应用科学学院 (SEAS) Jennifer Lewis 领导的团队开发了一套新的心脏工程技术。

▲ 图片来自：Wyss Institute 该解决方案是 Wyss 现有 SWIFT 生物打印技术的改进，建立在 3D 生物打印平台上。

哈佛研究所开发 3D 打印心脏技术，打印出的心脏细丝自己还能长

研究人员开发的平台有单独的孔，每个孔包含两个微柱。

人工诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞（hiPSC-CM）用于形成预组装的心脏器官构建块（OBB），然后将其从微柱中取出并用作制造致密生物墨水的原材料，并使用3D打印机在打印过程中利用打印头移动来进一步对齐。

▲图片来自：Wyss Institute 经过实验，研究人员能够打印出复杂多样的排列整齐的心脏组织片，其组织和功能与真实的人类心肌相似。

为了测试打印的心脏结构的收缩特性，研究人员还打印了连接两个大柱的“大丝”。

经过测量，他们发现细丝产生的收缩力和收缩速度在7天内有所增加，表明心脏变薄。

这些细丝继续成熟为真正的肌肉状细丝。

▲图片来自：Wyss Institute 这意味着该技术可以有效模拟心脏收缩系统整个层次结构的排列，从单细胞到多层组成的较厚心脏组织，对于生成功能性心脏组织对于替代治疗至关重要，可以也可用于生成更多的生理疾病模型。

未来，借助这项技术，或许可以创建高度结构化的心肌补片，以匹配不同患者心脏病发作的具体位置。

例如，可以定制贴片来修补患有先天性心脏缺陷的新生儿心脏中的特定“孔”，并且贴片可以随着孩子的成长而生长，而不必随着孩子的成长而更换。

▲图片来自：Wyss Institute 虽然距离实现功能齐全的完整心脏的 3D 打印还有很长的路要走，但这项技术的出现已经是一个巨大的进步，也许有一天我们就能得到摆脱“医心”困境已不远了。

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