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行業新聞

全球首個利用iPSC技術3D打印的“人工心臟”問世

2019/04/23

? ? ? 據央視報道,以色列特拉維夫大學研究人員4月15日宣布,他們利用患者細胞和生物材料,首次成功設計和打印出充滿細胞、血管并有心室和心房的完整心臟。這顆3D打印的人工心臟雖然只有大約兩厘米長,但它擁有清晰的血管脈絡以及各種支撐結構,能像真實的心臟一樣跳動。




? ? ? 在全球,心臟病是排在癌癥之后的第二大殺手,而我國心血管病患病人數甚至高達2.9億。而心臟移植手術是針對心力衰竭晚期患者僅有的療法。即使醫療發達的美國移植心臟都需要患者等候超過6個月。因此,全球有很多患者都因缺乏治療手段而死去。




? ? ?眾所周知,移植器官最關鍵的就是免疫排斥的問題。根據特拉維夫大學發布的論文《3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts》,此次3D打印的生物材料來源于患者自身的脂肪,研究者們將采集到的脂肪中的細胞和基質分離,這些被分離出來的細胞在體外被重編程得到人類誘導多能干細胞(iPSC)。然后再將iPSC分化成心肌細胞和血管內皮細胞,而患者脂肪組織中膠原蛋白和糖蛋白等細胞外基質則被加工成水凝膠。最后,將iPSC分化的心肌細胞和血管內皮細胞與水凝膠混合用于此次3D打印。在材料的獲取過程中,不管是iPSC還是水凝膠都是來源于患者自身的細胞,這樣做可以避免移植器官時發生免疫排斥。

? ? ? 雖然在現階段,這顆3D打印心臟的大小僅適合兔子,但研究人員相信,采用相同的技術,他們能夠獲得尺寸更大的人類心臟。據悉,研究人員下一步打算先進行動物心臟移植實驗,并最終完成人體心臟移植。德維爾說,希望在未來10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行移植手術。

? ? ? 到目前為止,iPSC轉化為大多數已知細胞類型的技術已經成熟。由于iPSC技術更適合大規模商業化生產,并且在很大程度上節省時間和成本,未來iPSC在3D生物打印技術上的應用前景光明。

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