利用人類心肌細胞,3D打印心腔能自主跳動數月|總編輯圈點 每日報道
(資料圖)
含有跳動心臟細胞的3D打印心腔。圖片來源:英國《新科學家》網站
科技日報記者?張佳欣
據英國《新科學家》網站23日消息,德國埃爾朗根—紐倫堡大學科學家開發出一種新技術,可以3D打印微型心腔(心臟底部的腔室)。他們用活的人類心肌細胞打印的心腔被證明可自主跳動至少3個月。
人造心臟組織可通過在模具或支架上培養心臟細胞來制造,但這通常只允許構建簡單的形狀,如片狀或環狀。3D打印可創造出更復雜的結構。例如,2019年,以色列特拉維夫大學研究人員展示了用3D打印的一顆完整心臟。然而,它無法跳動。
新的3D打印技術可讓科學家制造出跳動的心腔,將血液輸送到身體的其他部位。研究人員制造了一種“墨水”,其中含有活的心肌細胞、膠原蛋白和透明質酸,賦予心腔組織結構。他們使用噴嘴將這種墨水注入支撐凝膠中,凝膠在打印過程中將其保持在所需的形狀,然后熔化以留下打印的結構。
研究表明,使用這種技術可打印出高14毫米、直徑8毫米的氣球形狀的心腔狀結構,大約是真正人類心腔的1/6大小。心腔在打印一周后開始跳動,100天后仍在跳動。用興奮劑藥物可讓它跳動得更快,就像真正的心臟一樣。
研究人員希望最終能使用這項技術打印出包含所有4個心腔的完整心臟。通過添加含有血管細胞的第二種打印墨水,他們期待這種油墨能在打印的心臟組織內生長成血管。
總編輯圈點
近20年,心臟病一直是全球首要死因,而且死亡人數逐年攀升。許多危重患者需要心臟移植,卻在生命耗盡前都等不到供體。泵送血液的仿心臟裝置也因此成為研究熱點。近幾年雖然3D打印心臟屢有突破,但尚未完全模擬心肌的精細結構和復雜功能。希望新技術讓人造心臟更耐用,更皮實,終有一天能替代“原裝產品”。
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