科學(xué)家利用人類心肌細胞3D打印心腔 能自主跳動數(shù)月

來源：科技日報

　　△含有跳動心臟細胞的3D打印心腔。

　　圖片來源：英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站

2023年6月27日電 （記者張佳欣）據(jù)英國《新科學(xué)家》網(wǎng)站最新消息，德國埃爾朗根—紐倫堡大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種新技術(shù)，可以3D打印微型心腔（心臟底部的腔室）。他們用活的人類心肌細胞打印的心腔被證明可自主跳動至少3個月。

人造心臟組織可通過在模具或支架上培養(yǎng)心臟細胞來制造，但這通常只允許構(gòu)建簡單的形狀，如片狀或環(huán)狀。3D打印可創(chuàng)造出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。例如，2019年，以色列特拉維夫大學(xué)研究人員展示了用3D打印的一顆完整心臟。然而，它無法跳動。

新的3D打印技術(shù)可讓科學(xué)家制造出跳動的心腔，將血液輸送到身體的其他部位。研究人員制造了一種“墨水”，其中含有活的心肌細胞、膠原蛋白和透明質(zhì)酸，賦予心腔組織結(jié)構(gòu)。他們使用噴嘴將這種墨水注入支撐凝膠中，凝膠在打印過程中將其保持在所需的形狀，然后熔化以留下打印的結(jié)構(gòu)。

研究表明，使用這種技術(shù)可打印出高14毫米、直徑8毫米的氣球形狀的心腔狀結(jié)構(gòu)，大約是真正人類心腔的1/6大小。心腔在打印一周后開始跳動，100天后仍在跳動。用興奮劑藥物可讓它跳動得更快，就像真正的心臟一樣。

研究人員希望最終能使用這項技術(shù)打印出包含所有4個心腔的完整心臟。通過添加含有血管細胞的第二種打印墨水，他們期待這種油墨能在打印的心臟組織內(nèi)生長成血管。

【總編輯圈點】

近20年，心臟病一直是全球首要死因，而且死亡人數(shù)逐年攀升。許多危重患者需要心臟移植，卻在生命耗盡前都等不到供體。泵送血液的仿心臟裝置也因此成為研究熱點。近幾年雖然3D打印心臟屢有突破，但尚未完全模擬心肌的精細結(jié)構(gòu)和復(fù)雜功能。希望新技術(shù)讓人造心臟更耐用，更皮實，終有一天能替代“原裝產(chǎn)品”。