首个用人类脂肪经过3D打印的人工心脏诞生,有望革新器官移植

Posted on: 2020年1月14日, by :

首个用人类脂肪经过3D打印的人工心脏诞生,有望革新器官移植

以色列是一个不折不扣的“立异之国”。尽管饱尝烽火抵触,国土面积不如北京与上海的总和,人口也只要戋戋800万,却现已诞生了10多位诺奖得主。今天,来自以色列特拉维夫大学的科学家们又给咱们带来了一项打破。一支科研团队用人类的脂肪安排,经过一系列奇特的操作,终究成功3D打印出了一颗“人工心脏”。它尽管仅仅一个微缩版的原型,却是人类“初次成功规划并打印出一个具有细胞、血管、心室和心房的心脏”。

首个用人类脂肪经过3D打印的人工心脏诞生,有望革新器官移植

▲3D打印心脏,以色列科学家带来了新打破

这颗心脏能够说是生物学、资料学、核算机科学等许多学科联合带来的科学打破。详细来看,研讨人员们先从一些患者的体内取出了一些脂肪安排,然后将其“细胞”与“非细胞”的成分进行别离。这些细胞随后被用来诱导发生多能干细胞,而胶原蛋白和糖蛋白等非细胞成分则用来组成“个体化凝胶”,来充任3D打印的“墨水”。

首个用人类脂肪经过3D打印的人工心脏诞生,有望革新器官移植

▲简略几步处理,脂肪变成了打印心脏的“墨水”

研讨人员们发现,自身资料组成的凝胶给干细胞供给了杰出的发育环境。在这些凝胶里,干细胞能高效分解成心脏细胞和内皮细胞。因为一切的资料都来自患者自身,这些细胞发生的安排能有效地防止异体器官移植中的排挤问题。

“生物资料的兼容性是消除移植排挤问题的要害,这些问题可能会损害移植的成功,”本研讨的通讯作者Tal Dvir教授说道:“抱负情况下,生物资料应该与患者自身的安排有相同的生化、机械、以及拓扑性质。”

首个用人类脂肪经过3D打印的人工心脏诞生,有望革新器官移植

▲研讨人员们用核算机模拟了小血管网络

成功分解细胞之后,研讨人员们进一步开端用这一办法“3D打印”心脏安排和器官。使用CT扫描技能,他们勾勒出了心脏的大体结构,这包含了心脏的形状,心房心室的尺度,以及首要血管的走向。关于CT扫描无法获取的小血管网络结构,研讨人员们又使用了数学模型,核算不同区域的氧耗费,合理分配血管的走向。在核算机的辅佐下,咱们获得了更为完好的血管网络结构,用于实践的打印。

首个用人类脂肪经过3D打印的人工心脏诞生,有望革新器官移植

▲3D打印心脏的全过程

首个用人类脂肪经过3D打印的人工心脏诞生,有望革新器官移植

▲往3D打印的心脏里打针染料调查结构

万事俱备之后,他们成功打印出了一个“人工心脏”。限于现在的技能,研讨人员们打印出来的还仅仅一个“迷你版”,尺度只要樱桃相同大,差不多是兔子心脏的巨细。这颗心脏带有心脏细胞和血管,结构完好。现在,这颗心脏里的细胞能够呈现缩短,但尚不能像正常心脏一般搏动泵血。这也是研讨人员们下一步的主攻方向。

按计划,他们想在1年多后敞开动物试验,研讨这种人工心脏用于器官移植的可行性。现在,心血管疾病是人类的榜首杀手,而心脏移植是病情严重患者简直仅有的挑选。因为迟迟没有适宜的器官,许多患者只能在等待中,迎来生命的完结。假如这一技能真的能用于人类器官移植,无疑是一大喜讯。

“可能在10年里,全世界最好的医院里就能呈现器官打印机。” Dvir教授达观地估量道。咱们等待提前看到梦想成真的那一天!

关于特拉维夫大学

特拉维夫大学简称为TAU,是一所以色列国立大学,校址坐落以色列第二大城、榜首大都会之心-特拉维夫。该大学具有30,000 名学生、9 所学院、125 个系别,所设专业包含自然科学、人文及艺术等各个领域。特拉维夫大学是多个组织、论坛及中心的基地,其间包含 StarTAU(特拉维夫大学创业中心)、Net Impact、可再生能源中心、纳米科学与纳米技能中心等。此外,特拉维夫大学还设有 11 余个世界文科硕士项目,均可为学员供给与 Sofaer Global MBA 项目交融展开的学术教育及课程学习。