全球首例3D打印“完整心臟”問(wèn)世，最大好處是解決了排異問(wèn)題

以色列特拉維夫大學(xué)研究人員15日宣布，他們成功以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例。不過(guò)，目前制作出的3D心臟雖可以收縮，但尚未具備泵血等功能，還需進(jìn)一步培養。

研究人員當天在以色列中部城市特拉維夫舉行發(fā)布會(huì )，展示了這顆櫻桃大小的3D心臟，并表示這是一項“重大醫學(xué)突破”，為未來(lái)打印可用于移植的心臟提供了可能。

研究項目負責人、特拉維夫大學(xué)教授塔勒·德維爾說(shuō)，過(guò)去研究人員只成功3D打印出沒(méi)有血管的“簡(jiǎn)單”心臟，而他們此次借助病人自身的組織和血管，3D打印出了擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟。

由于3D心臟的組織和細胞來(lái)自病人自身，移植后有望顯著(zhù)降低受體排異反應。德維爾表示，使用患者自身組織作為“原材料”，“患者將不再需要一直等待或服用藥物來(lái)防止排異反應。相反，這項技術(shù)能將患者所需的器官打印出來(lái)，且能為病人量身定做。”

另一方面，這一研究給心力衰竭患者帶來(lái)“福音”。根據世界衛生組織的數據，心血管疾病是全球導致死亡的重要原因。而目前對于病情嚴重的病人來(lái)說(shuō)，器官移植是唯一的選擇。但由于捐贈者數量有限，不少患者在等待中死亡。如今，3D打印技術(shù)可能會(huì )在醫學(xué)界開(kāi)辟出一條新道路，為未來(lái)的器官移植鋪平道路。

該過(guò)程是通過(guò)從病人身上提取脂肪組織，分離細胞和非細胞成分，然后“重新編程”成為干細胞，最后變成心臟細胞。這項研究的一份新聞稿中顯示，“患者將不再需要等待移植或服用藥物來(lái)防止排異反應。所需的器官將被打印出來(lái)，完全個(gè)性化地提供給每個(gè)病人。”

不過(guò)，該項目目前這還處于開(kāi)發(fā)的早期階段。研究人員只成功地用3D打印技術(shù)打印出了一顆2.5厘米的心臟，這顆小心臟還無(wú)法供人類(lèi)使用，預計一個(gè)全尺寸的人類(lèi)心臟，需要數十億個(gè)細胞，可能需要一整天才能打印出來(lái)，但這并不意味著(zhù)該項目沒(méi)有潛力。

據該項目的負責人Tal Dvir教授建議說(shuō)：“可以用這個(gè)過(guò)程來(lái)打印心臟的部分組織，并替換病變區域。”

德維爾說(shuō)，希望在未來(lái)十年內，全球最好的醫院都擁有人體器官3D打印機，能夠常規地為患者打印器官進(jìn)行移植手術(shù)。他也表示，醫院可能會(huì )從比心臟更簡(jiǎn)單的器官開(kāi)始。

研究人員介紹，他們首先從一名病人體內提取脂肪組織，分離出細胞和細胞外基質(zhì)，再借助基因改造技術(shù)將細胞轉變成干細胞，讓這些干細胞分化成心肌細胞和可生成血管的細胞，然后將這些細胞與細胞外基質(zhì)加工成的水凝膠混合，制成“生物墨水”，最終裝入3D打印機進(jìn)行打印。

當天展示的3D心臟，打印耗時(shí)約3個(gè)小時(shí)，大小約是人類(lèi)心臟的百分之一。德維爾說(shuō)，打印與人類(lèi)心臟大小相當的心臟所需技術(shù)基本相同。

不過(guò)，目前這顆心臟并不能“正常工作”。德維爾表示，“當前，細胞可以收縮，但不具備泵血能力。”其它技術(shù)難題還包括如何制造與人體心臟同樣大小的心臟；如何打印全部細小的血管。

在現階段，特拉維夫大學(xué)研發(fā)的3D打印心臟的大小僅適合兔子。研究人員說(shuō)，他們接下來(lái)將在實(shí)驗室培養3D心臟，“教會(huì )”這些人造心臟如何像真正的心臟一樣“工作”，希望大約一年后把打印心臟移植到動(dòng)物體內進(jìn)行測試。

以色列研究人員的這個(gè)突破引起了全世界的關(guān)注。等以后這種3D生物打印技術(shù)成熟了，是不是想打什么器官就可以打什么器官？心肺衰竭的患者不用再苦苦等供體？甚至，哪樣器官老化了，不等衰竭就能打一個(gè)出來(lái)重新?lián)Q上？

南醫大二附院副院長(cháng)、心血管病中心主任李慶國告訴記者，這顆小心臟確實(shí)是3D打印生物工程在心臟方面的一個(gè)突破。

李慶國告訴記者，目前臨床上使用較多的3D打印，主要是基于醫學(xué)影像來(lái)還原患者心臟、骨骼等病變器官的樣子，使原本平面的醫學(xué)檢查立體化，讓病人和醫生更為直觀(guān)地觀(guān)察與溝通，并根據模型反映的實(shí)際情況量身定做手術(shù)方案，保證手術(shù)精度。這其實(shí)是比較簡(jiǎn)單的技術(shù)。

真正3D打印出器官，包括器官的再生、再造，都是醫療前沿關(guān)注的問(wèn)題，近年來(lái)全世界不少科研機構也不斷有好消息傳出來(lái)，但仍然有生物數據處理、生物材料的選擇、打印設備研發(fā)、打印后活體組織存活等很多技采用自體組織“打印”器官后植入人體，最大的好處是解決了供體短缺和排異的問(wèn)題。李慶國表示，這次3D打印出了一顆完整的心臟，是一個(gè)突破，但也只是開(kāi)了個(gè)頭。目前這顆“心”太小了，有結構而沒(méi)有功能，還沒(méi)辦法承擔起心臟的責任。以后即使打印出了和正常心臟一樣大的人工心臟，還需要一系列嚴謹的實(shí)驗來(lái)證明其安全性，人類(lèi)離使用“人造器官”，還有很長(cháng)一段路要走。伴隨人造器官而來(lái)的倫理問(wèn)題，也需要進(jìn)一步被討論。