太平洋电脑网|现在怎么样了？，继第一颗3D打印心脏问世后( 二 )
【太平洋电脑网|现在怎么样了？，继第一颗3D打印心脏问世后】WFIRM的生物工程心脏组织
WFIRM的主管AnthonyAtala博士在3D生物打印领域非常有名 。 几年前 ， 他的团队进行了工程设计并将膀胱移植到了活着的患者中 。 截至目前 ， 该研究所已经开发了30多种不同的组织和器官 。
2018年4月 ， WFIRM团队发表过一篇论文 ， 描述了团队使用大鼠心脏细胞3D生物打印功能性和收缩性心脏组织 。 这些细胞被悬浮在生物墨水中 ， 并被打印成类似于人类心脏组织的结构 ， 并且能够测试肾上腺素和卡巴胆碱等激素的作用 ， 就像在生物体中一样 ， 这会导致打印的心脏组织中的心率发生预期的变化 。
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在今年年初的时候 ， WFIRM宣布创建一个微型人体“模型” ， 包含不同的生物工程人体组织 ， 将专门用于药物测试 。 微小的类器官结构大约是成年人大小的百万分之一 ， 并且包括微型心脏组织 。 Atala博士表示 ， 微型人体实验室模型一个最重要的功能是 ， 在开发的早期就确定一种药物是否对人类有毒 ， 这对实验药物测试产生了巨大影响 。
Biolife4D微型心脏
Biolife4D公司的总部位于芝加哥 ， 其目标旨在利用生物工程和3D打印技术 ， 制造能够移植的人类心脏 。 在2018年 ， 他们成功地展示了人类心脏组织补丁的生物印记 ， 这意味着组织具有血流并且可以像真正的心脏一样收缩 。 这些心脏组织贴片可用于恢复急性心力衰竭患者的受损心脏部分 。
为了生产这些补丁 ， 他们通过MRI机器获取患者心脏的3D数字模型后 ， 使用患者自己的心脏细胞 ， 结合营养物质和其他生物材料创建生物墨水 。 最后 ， 组织补丁经过3D打印并在生物反应器中成熟 ， 直到可以移植 。
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去年9月 ， 公司还宣布了另一个重大突破 ， 即迷你心形3D打印机 ， 由具有人类心脏特性的生物墨水制成 ， 复制了人类心脏的许多特征 。 Biolife4D还改进了其生物打印算法 ， 专门针对心脏3D打印进行了优化 。 Biolife4D表示 ， 有了这个新的里程碑 ， 只需优化工艺并扩大技术范围即可实现“成功移植的全尺寸、3D打印功能性心脏“这一最终目标 。
ETH＆SAT的人工心脏瓣膜
2017年的时候 ， 瑞士科技大学ETHZurich的一组研究人员发表了一篇论文 ， 描述了自己用有机硅3D打印的功能性跳动心脏 ， 且不论大小还是功能 ， 都与人类心脏大致相同 ， 它们的工作证明了我们正在迅速地实现无需移植就可以替代心脏的能力 。
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这种硅胶打印体具有左右心室以及通过压缩空气驱动泵送动作的腔室 ， 主要限制是3D打印的心脏只能持续大约30分钟或3000拍 ， 然后材料会降解和减弱 。 到了2019年 ， 研究小组与南非公司StraitAccessTechnologies合作开发了人造3D打印心脏瓣膜 ， 能够替代真实患者中的渗漏或损坏的瓣膜 。 这些部件以与身体兼容的材料进行3D打印 ， 并提供与常规更换阀相同的血流功能 。
对于已经有用于移植的人造心脏瓣膜成功案例 ， ETH＆SAT开发的人造心脏瓣膜的可以针对每个患者量身定制 。 得益于MRI和CT成像 ， 每个阀门都可以专门设计以实现完美的配合 。
实际上 ， 每年都有大批的患者在等待心脏移植的过程中 ， 不幸去世 。 即便成功移植 ， 也会在术后的几年内 ， 出现排异反应 ， 引发术后综合征 ， 而这些都是我们研究3D打印心脏的意义所在 ， 拯救更多的患者 ， 同时攻克器官移植排异难题 。
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