3D打印出的心臟肌泵功能正常

來源：科技日報

美國明尼蘇達大學研究人員在最新一期《循環(huán)研究》雜志上發(fā)表報告稱,，他們在實驗室中用人類細胞3D打印出了功能正常的厘米級人體心臟肌泵模型,。研究人員稱,，這種能夠發(fā)揮正常功能的心臟肌泵模型系統(tǒng)對于心臟病研究來說具有重要意義,，而他們的成果向制造人類心臟這樣的大型腔室模型邁出了關(guān)鍵一步,。

使用3D生物打印技術(shù)制造類人體器官組織，是目前的一個研究熱點,。此前，明尼蘇達大學研究人員曾嘗試利用人類誘導(dǎo)多能干細胞來打印心臟肌泵模型,。他們將多能干細胞重新編程為心肌細胞,，然后使用專門的3D打印機在三維結(jié)構(gòu)中打印它們,。由于不能達到使心肌細胞真正發(fā)揮作用的臨界細胞密度，他們一直未能創(chuàng)建出具有正常功能的心臟肌泵模型,。

此次,，研究人員嘗試了一種新方法。他們優(yōu)化了由細胞外基質(zhì)蛋白制成的專用生物墨水,，使其能夠促進人類誘導(dǎo)多能干細胞增殖和心肌細胞分化,，然后將這種生物墨水與人類誘導(dǎo)多能干細胞混合在一起，使用專門的3D打印機打印出類心臟腔室的有孔結(jié)構(gòu),。干細胞首先會在該結(jié)構(gòu)中擴增,，不斷提高細胞密度，然后再原位分化為心肌細胞,。利用這種方法,，研究人員在不到一個月的時間內(nèi)實現(xiàn)了提高心肌細胞密度的目標，從而使心臟肌泵模型具有了正常的心肌功能,，能夠像人的心臟一樣跳動,。

這一心肌模型長約1.5厘米，是研究人員專門設(shè)計的,。這樣的尺度很適合小鼠模型,，可被放置于小鼠腹腔，用于進行相關(guān)研究,。

研究人員指出,，具有正常功能的心臟肌泵模型系統(tǒng)對于心臟病研究具有重要意義，他們的成果可能會對心臟研究產(chǎn)生變革性的影響,。新模型會成為研究心臟功能的寶貴工具,，用于追蹤心臟結(jié)構(gòu)在細胞和分子水平上的變化，研究心臟病藥物和療法的效果,。

3D生物打印,，其主旨就是為了挽救數(shù)百萬需要替換器官患者的生命。為了避免宿主對器官產(chǎn)生排斥從而需要再次更換,，科學家正在使用人類細胞,，尤其是患者自己的細胞進行人造器官打印。此次打印出的心臟尺寸,，是適用于小鼠模型的,，可能還需要很久，一個與人類心臟大小一致,、功能相同并可消除排斥問題的3D打印心臟才可以真正為患者所用,，屆時我們就可以說：3D生物打印技術(shù)，真正填補了器官移植領(lǐng)域的空白。