科学家利用病人的组织“打印”出3D心脏

   日期:2025-06-17     来源:本站    作者:admin    浏览:85    
核心提示:  尽管3D打印技术在过去几年里取得了飞跃式的进展,但用它来打印人体功能器官仍然是一个遥远的梦想。然而最近,科学家们将这个

  尽管3D打印技术在过去几年里取得了飞跃式的进展,但用它来打印人体功能器官仍然是一个遥远的梦想。然而最近,科学家们将这个梦想又向前推进了一步。

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  在美国,心血管疾病是死亡的主要原因。

  根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据,美国每年有61万人死于心脏病。

  一旦发展到最后阶段,唯一的治疗选择就是心脏移植。

  由于心脏供体太少,挽救生命的移植手术要等很长时间。

  科学家们热衷于寻找修补现有心脏组织的方法,以移除或推迟移植的需要。

  例如,如果外科医生能将一种材料插入心脏,它就能形成一个临时支架来支持细胞并促进细胞重组。

  这种所谓的心脏组织工程有很多问题;首先,科学家需要找到一种人体不会排斥的物质。研究人员已经尝试了一系列的材料和方法,但最理想的候选者是来自病人身体的细胞。

  近年来,研究人员在人工复制人体组织方面取得了一些进展。

  来自以色列特拉维夫大学的一组科学家将这项工作又向前推进了一步,将心脏组织工程推进到了下一个阶段。

  科学家们设计了一种开创性的方法,使他们能够创造出迄今为止最接近人造心脏的东西。

  他们的第一步是对病人的脂肪组织进行活检;然后,他们将细胞物质从非细胞物质中分离出来。

  研究人员对脂肪组织的细胞进行了重新编程,使之成为多能干细胞。多能干细胞可以发育成心脏生长所需的多种细胞类型。

  非细胞物质由结构成分组成,如糖蛋白和胶原蛋白;科学家们将其改造成一种“生物墨水”。

  然后,他们将这种生物墨水与干细胞混合。这些细胞分化成心脏细胞或内皮细胞(排列在血管上),科学家可以用这些细胞来制造心脏补丁,包括血管。

  他们在最近发表在《先进科学》杂志上的一篇论文中详细描述了他们的方法。

  “这颗心脏是由人体细胞和病人专用的生物材料制成的。在我们的过程中,这些材料作为生物墨水,由糖和蛋白质组成的物质,可用于复杂组织模型的3D打印,”Dvir教授说。

  他接着说:“在过去,人们成功地用3d打印出了心脏的结构,但不是用细胞或血管。我们的结果证明了我们的方法在未来工程个性化组织和器官替换方面的潜力。”

  为了证明他们的技术的潜力,科学家们创造了一个小的但在解剖学上精确的心脏,包括血管和细胞。

  “在这个阶段,我们的3D心脏很小,和兔子的心脏一样大,”Dvir教授说。“但更大的人类心脏需要同样的技术。”

  值得注意的是,这项技术距离能够替代心脏移植还很遥远。这只是前进道路上的又一步——尽管是相当大的一步。

  下一个关键的任务,正如Dvir教授所说,是教他们像心脏一样行动;他解释说,他们“需要进一步开发打印心脏”。细胞需要形成泵送能力;他们目前可以签约,但我们需要他们共同努力。”

  “我们的希望,”他继续说,“是我们会成功,并证明我们的方法的有效性和实用性。”

  前面还有很长的路要走,但是研究人员对他们已经取得的进展感到兴奋。

 
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