3D打印人体心脏 为晚期心脏病患者解难题

    根据世界卫生组织(WHO)公布的数据,每年因为心血管疾病致死数高达1790万,成为全球范围内致死的首要原因。通常,心脏移植是治疗晚期心脏病患者的一项重要选择。但根据世卫组织捐赠与移植观察报告披露,每年在全球范围内,只开展约3500例心脏移植手术。因此,缓解心脏移植手术难以开展的难题,需要保证重要器官的可持续供给。

    生物墨水巧破不可能的任务

    在过去的一年中,美国明尼苏达大学与以色列特拉维夫大学(TAU)等学术机构,相继开发成功可用于3D打印功能齐全的人体心脏的生物墨水。借助于成功开发的生物墨水,能够促进细胞活力,使诱导的多能干细胞增殖并随后分化为心肌细胞,实现心脏细胞所需的临界细胞密度,使其像正常心脏一样有节律跳动。这一突破,之前几乎一直被视为不可能的任务。

    BioLife4D是美国第一家成功采用3D生物打印出具有心脏完整结构的微型心脏的美国公司。3D打印技术原创机构3D Systems公司,最近与非营利组织OpHeart合作,计划为儿科心脏外科医生提供3D打印工具,帮助这些医生更好地准备和演练复杂手术。重要组织与器官的3D打印,将在缓解器官短缺方面发挥关键作用。在完全解决3D生物打印的复杂问题与物流问题之后,3D打印心脏能够成为解决全球心脏健康问题的一个方案。

    最终落实,尚需十年

    3D打印心脏最终付诸于运用,需要付出艰辛努力,可能还需要长达10年之久,有几方面原因。首先,目前的3D打印心脏的大小,更接近兔心,而不是人体心脏大小。因此,目前的3D打印心脏大小可能存在问题,尤其是考虑到经常与心血管疾病共患的肥胖症。但2006年美国心律学会(Heart Rhythm Society,HRS)的一份出版物认为,“考虑到折返(reentry)波长,决定室颤(异常心律)模式的不是心脏大小本身,而是心脏的有效大小。”这份出版物同时表示,尽管人类心脏的重量最大,但其有效尺寸相对较小,与兔心的有效尺寸最为接近。