3D打印的心指日可待

心脏病是全球主要的死亡原因,每3人中就有1人死亡。新的生物打印技术可能会很快解决此问题。

借助患者自己的细胞,制造出可以移植的,针对患者的,功能齐全的心脏是有希望的。

有什么可能

在即将在美国开设的实验室中,一家生物技术初创公司将很快开始完善3D打印人类心脏的过程,最终将其用于移植。

3D器官打印过程

该过程结合了大学实验室中各种研究人员已经开发的几个步骤。

     
    • Step 1 -将使用MRI机器扫描患者的心脏,以创建心脏形状和大小的数字图像。
    • Step 2 -医生采集血液样本。
    • Step 3 -使用最新开发的技术,血细胞将被转化为干细胞,然后第二次转化为心脏细胞。
    • Step 4 -新的心脏细胞将与水凝胶中的营养成分结合在一起,制成可以在专门的3D打印机中使用的“生物墨水”。
    • Step 5 -一次打印一层,并通过可生物降解的支架将所有东西固定在原处,这些细胞可以形成患者原始心脏的确切形状。印制的心脏实际上是单个细胞在适当位置的组合
    • Step 6 -然后,将新打印的心脏移至生物反应器以增强其强度。令人惊讶的是,几天之内,体外的新心脏细胞将开始自我组装并结合在一起。
    • Step 7 -当心脏足够强壮时,技术人员将升高温度以熔化细胞周围的支架并开始跳动。

    然后可以移植新心脏-由于它是患者原始心脏的确切大小,并且是由患者自己的细胞制成的,因此与传统移植相比,它获得成功的机会更大。

    在研究中,其他研究人员已经成功地将干细胞移植到人和动物中,而无需使用抗排斥药。

    更少的拒绝机会

    现在大多数接受心脏移植的人的寿命都不超过十年。他们的身体可能直接排斥器官。他们用来抑制免疫系统的药物(试图防止身体排斥异物)也可能使他们无法抵抗另一种疾病,例如癌症。相反,由于这是完全匹配的基因,因此不需要患者服用免疫抑制剂药物。

    轮候时间短

    目前很少有心脏可以移植,因此等待名单上的大多数人根本没有机会进行手术。如果可以从零开始制造心脏,那就不再会缺少供应。

    近期计划

    一些挑战需要更多时间,包括如何在新心脏中成功创建微小血管。

    该团队的目标是在2018年完善“迷你心脏”。这些迷你心脏可用于测试新药,从而减少了对动物测试的依赖,而动物测试对于人类在某种事物上的行为表现不佳。

    制作迷你心脏后,该团队将在小动物,然后是大动物,最终是人类中创建和测试心脏。