專訪 ｜ 對(duì)話以色列科研團(tuán)隊(duì)：全球首例3D打印完整心臟如何出爐

來(lái)源：每日經(jīng)濟(jì)新聞

2019年4月16日南極熊報(bào)道了色列科學(xué)家創(chuàng)造了一種血管化的人類心臟——使用3D打印機(jī)將患者的人體組織結(jié)合起來(lái)，引起了國(guó)內(nèi)外的巨大轟動(dòng),。CCTV2報(bào)道：3D打印心臟技術(shù)獲突破：細(xì)胞和血管一應(yīng)俱全：http://93item.com/thread-133481-1-1.html

當(dāng)聚光燈投射在以色列特拉維夫大學(xué)的一間實(shí)驗(yàn)室內(nèi),，塔爾·德維爾教授（Tal Dvir）站在房間里，手上托著一塊裝有紅色物體的透明立方塊,。就在這塊紅色物體初次亮相后,，“刷爆”了全球媒體的頭版頭條。

這塊紅色物體是塔爾·德維爾教授團(tuán)隊(duì)使用病人自身細(xì)胞和生物材料充當(dāng)“生物墨水”,，再借由3D打印技術(shù)打印出的全球首例完整心臟,。“第一次有人成功地設(shè)計(jì)并打印出了充滿細(xì)胞,、血管、心腔的完整心臟”,，塔爾·德維爾教授難掩興奮,。

這項(xiàng)技術(shù)的突破為器官和組織移植帶來(lái)了新的希望，未來(lái)患者可能將無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間等待或者服用藥物來(lái)防止排異反應(yīng),�,！睹咳战�(jīng)濟(jì)新聞》記者（以下簡(jiǎn)稱NBD）獨(dú)家對(duì)話塔爾·德維爾教授的科研團(tuán)隊(duì)，揭秘全球首例3D打印心臟背后不可人知的故事,。

15萬(wàn)美元打印機(jī) 6人團(tuán)隊(duì)

NBD：使用3D技術(shù)打印完整心臟的想法是怎么萌生的呢,？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：我們的實(shí)驗(yàn)室專門研究心臟組織工程，在我們的研究中,，更為“常規(guī)”的研究對(duì)象是可放置在引起心肌梗塞（心臟病發(fā)作）的病變部位的細(xì)胞化“貼片”,。在獲得足夠的3D打印知識(shí)后，我們認(rèn)為利用這項(xiàng)技術(shù)能夠構(gòu)建像心臟這樣的細(xì)胞復(fù)雜器官,，它會(huì)包含主要的血管以及該器官的內(nèi)部結(jié)構(gòu),，這可能會(huì)印證復(fù)雜器官工程化的概念,。

NBD：您的研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在一共有多少人？都是特拉維夫大學(xué)的教職員工嗎,？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：我們實(shí)驗(yàn)室一共有15個(gè)人,，其中有6個(gè)人參與3D心臟打印這一項(xiàng)目，而所有的實(shí)驗(yàn)室成員都是特拉維夫大學(xué)的雇員和學(xué)生,。說(shuō)起我們的日常工作,，平均每天泡在實(shí)驗(yàn)室的工作時(shí)間有11個(gè)小時(shí)，回家之后我們也常需要處理工作,，包括研讀最新的文獻(xiàn),，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以及回復(fù)郵件等,。


NBD：您的團(tuán)隊(duì)是全球第一個(gè)打印出充滿細(xì)胞,、血管、心腔的完整心臟,，能成為全球第一,，您認(rèn)為團(tuán)隊(duì)最大的優(yōu)勢(shì)在于什么地方？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：我想這是因?yàn)槲覀兊膱F(tuán)隊(duì)是由一群年輕,、有活力的且來(lái)自不同領(lǐng)域的研究者組成的,。我們既有生物學(xué)家，又有生物醫(yī)學(xué)工程師以及計(jì)算機(jī)科學(xué)家,，我們一直在尋找能夠?qū)⑦@些不同的專業(yè)知識(shí)結(jié)合且互補(bǔ)的科學(xué)發(fā)展,。

NBD：這項(xiàng)研究目前投入的資金數(shù)額達(dá)到多少？這些資金的主要來(lái)源是,？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：我們研究所需的硬件,、材料以及人工成本都是很高的，我們的3D生物打印機(jī)及其所需的其他設(shè)備的總成本約是15萬(wàn)美元,，但人力成本其實(shí)要高得多,。當(dāng)然，正是研究者的腦力才推動(dòng)研究向前發(fā)展,。我們的資金來(lái)源包括歐洲研究委員會(huì),、以色列科技部、以色列科學(xué)基金會(huì),，我們還從以色列和其他國(guó)家的慈善家那里獲得捐助,。


NBD：操作這臺(tái)3D心臟打印機(jī)需要什么專業(yè)技術(shù)嗎？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：實(shí)際上,，打印的過(guò)程本身并不復(fù)雜,，具備一定基礎(chǔ)再經(jīng)過(guò)短期的培訓(xùn)，任何一個(gè)工作人員都能操作。但準(zhǔn)備打印材料的工作就復(fù)雜多了,，它需要經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)生進(jìn)行提取,，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行專業(yè)的測(cè)試和處理。此外,，打印完成后,，還應(yīng)由組織工程領(lǐng)域的專家進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)室工作來(lái)使打印出的組織成熟（即像人體組織那樣工作）。

技術(shù)將不局限于打印心臟


NBD：目前打印出的完整心臟只是兔子心臟的大小,，在發(fā)布會(huì)上您提到過(guò)“打印和人體心臟一樣大小的心臟需要的技術(shù)是一樣的”,。那么，為何此次打印出的心臟會(huì)遠(yuǎn)小于人體的心臟,？

塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：由于這項(xiàng)研究是一個(gè)概念驗(yàn)證,，因此我們選擇構(gòu)建小型模型，這是因?yàn)樗鼈冃枰�相�?duì)少量的細(xì)胞,，并且只需獲得和加工較少的生物材料,。此外，打印全尺寸人類心臟的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng),。打印物最終的尺寸也會(huì)受到硬件（3D生物打印機(jī)）的限制,。

NBD：您提到過(guò)現(xiàn)在打印的心臟無(wú)法像正常心臟一樣跳動(dòng)，在后續(xù)的研究中你們將會(huì)培養(yǎng)它的泵血功能,。您認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),，需要突破的最大難點(diǎn)是？這大概需要多長(zhǎng)時(shí)間以及多少資金,？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：我們現(xiàn)在需要克服的最大挑戰(zhàn)來(lái)源于組織和器官的長(zhǎng)期培育及成熟,，就我們的案例而言，即心臟能夠同步收縮并泵血,，讓它像真正的心臟一樣工作,。

在控制條件下，我們正在實(shí)驗(yàn)室的專用生物反應(yīng)器中研究這一問(wèn)題�,，F(xiàn)在遇到的瓶頸是要具備這種培育,，以及“教會(huì)”不斷進(jìn)化的組織如何同步收縮的能力。如果我們得到了積極的結(jié)果,，我們將在動(dòng)物模型上進(jìn)行移植實(shí)驗(yàn)。但是現(xiàn)在,，我們無(wú)法預(yù)測(cè)這將花費(fèi)的成本和時(shí)間,，它取決于現(xiàn)在正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。


NBD：這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于病人的細(xì)胞有任何特定的要求嗎,？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：程序本身是通用的,，對(duì)于細(xì)胞沒(méi)有特殊要求。但是，我們需要注意,，這項(xiàng)研究還處于起步階段,，仍需要大量的研發(fā)投入，它離任何的臨床應(yīng)用還很遙遠(yuǎn),。

NBD：如果3D打印心臟的技術(shù)未來(lái)能夠成功運(yùn)用,，這項(xiàng)技術(shù)能應(yīng)用于打印其他人體器官嗎？
塔爾·德維爾教授實(shí)驗(yàn)室：如上所述,，打印心臟的程序和概念是通用的,。它不限于心臟組織或心臟。理論上講,，我們能夠想到的其他組織和器官包括腎,，肝和肺。正如我們多次強(qiáng)調(diào)的,，這需要耐心,，因?yàn)槿匀挥泻芏喙ぷ餍枰�去做，所有事情都�?yīng)該通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn),。