科学首次！美国明尼苏达大学：3D打印厘米级人类心脏泵，能够正常运转
_本文原题：首次！美国明尼苏达大学：3D打印厘米级人类心脏泵 ， 能够正常运转
江苏激光联盟导读：
美媒称 ， 美国明尼苏达大学研究人员在实验室3D打印了一个能正常运转的厘米级人类心脏泵 。 这是一项开创性的新研究 。 这一发现可能对研究心脏病有重大意义 。 心脏病是美国的主要死因 ， 每年导致60多万人死亡 。
在去年4月 ， 以色列的科学家们成功用3-D打印出一颗“人造心脏” ， 这是人类首次成功设计并打印出一个具有细胞、血管、心室和心房的心脏 。 虽然这颗心脏里的细胞可以出现收缩 ， 但不能像正常心脏一样搏动泵血 。 最近 ， 美国明尼苏达大学的研究人员首次用3D打印厘米级人类心脏泵 ， 能够正常运转 。
据美国每日科学网站7月15日报道 ， 相关研究报告作为封面文章 ， 刊登在美国心脏协会出版的《循环研究》杂志上 。
【科学首次！美国明尼苏达大学：3D打印厘米级人类心脏泵，能够正常运转】
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在这项新研究中 ， 明尼苏达大学的研究人员颠覆了处理方法 ， 结果奏效了 。
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这项研究的负责人、明尼苏达大学科学和工程学院生物医学工程系系主任布伦达·奥格尔说：“起初 ， 我们尝试了3D打印心肌细胞 ， 结果失败了 。 凭借我们团队在干细胞研究和3D打印方面的专业知识 ， 我们决定尝试新的方法 。 我们对用细胞外基质蛋白质制成的专用墨水进行了优化 ， 将墨水与人类干细胞结合 ， 用墨水加干细胞的材料3D打印了心室结构 。 干细胞首先在这个结构中扩展到高细胞密度 ， 然后我们将它们与心肌细胞区分开来 。
研究小组所发现的是 ， 他们首次能够在不到一个月时间里实现高细胞密度的目标 ， 从而让细胞像人类心脏一样一起跳动 。
奥格尔说 ， 与过去其他重要研究相比 ， 这项研究创制了一个类似于封闭的、有液体入口和出口的囊的结构 ， 他们可以通过这个结构测量心脏如何使血液在人体内流动 。 这使它成为研究心脏功能的重要工具 。
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摘要图解：A.人腔心脏泵（hChaMP）设计模板的横截面图 。 该模板来自于对人体心脏的磁共振成像扫描 ， 该心脏被缩小了10倍（其最长轴处为1.3厘米 ， 类似于老鼠心脏的大小） ， 并经过修改以在心脏模板的腔室中形成一个单向流动环路 。 其目标是建立具有连续肌肉和相关泵功能的几何结构复杂的心脏组织 。 B.该小组指定了独特的类器官方法来产生hChaMP ， 其中人类诱导的多能干细胞（hiPSCs）以优化的方式沉积 ， 基于细胞外基质的生物墨水 ， 使多能干细胞扩张到组织样密度 ， 并随后分化为心肌细胞 。 随着时间的推移 ， hChaMP可以同步跳动 ， 建立压力 ， 并像活泵一样使液体运转 。
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人体心室肌泵的电化学功能
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人体心室肌泵(hChaMPs)的机械功能
3D生物打印 ， 其主旨就是为了挽救数百万需要替换器官患者的生命 。 为了避免宿主对器官产生排斥从而需要再次更换 ， 科学家正在使用人类细胞 ， 尤其是患者自己的细胞进行人造器官打印 。 此次打印出的心脏尺寸 ， 是适用于小鼠模型的 ， 可能还需要很久 ， 一个与人类心脏大小一致、功能相同并可消除排斥问题的3D打印心脏才可以真正为患者所用 ， 届时我们就可以说：3D生物打印技术 ， 真正填补了器官移植领域的空白 。
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