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心脏病治疗的新突破可能指日可待。

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亚伦·皮尔森 - 2020年3月23日
亚伦·皮尔森 - 2020年3月23日

特拉维夫大学的研究人员说,他们的“重大医学突破”将促进移植的可能性心血管疾病是世界上导致死亡的主要原因移植是目前终末期心力衰竭患者的唯一选择。但是心脏捐献者的数量供不应求,许多人在等待的过程中死亡。即使他们确实受益,他们也可能成为身体排斥移植的受害者——特拉维夫大学的一组研究人员正在试图解决这个问题。


特拉维夫的研究小组公布了世界上第一个完整的3D打印心脏,包括人体组织和血管,称其为“重大突破”,提高了移植的可能性。“使用患者自己的组织对消除植入物引发免疫反应和被排斥的风险很重要,”该研究的负责人、该研究的高级作者塔尔·德维尔(Tal Dvir)说先进的科学


德维尔说,这标志着“世界上第一次有人成功地设计和打印了一颗充满细胞、血管、心室和腔室的完整心脏。到目前为止,处于生物学和技术十字路口的再生医学领域的科学家们已经成功地打印出了没有血管的简单组织。”当被要求总结这一突破性的成就时,他说:“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。”


所以,你可能会想,当3D打印一个活的心脏时,你从哪里开始呢?第一步是对患者腹部器官周围的脂肪组织进行活组织检查。然后,研究人员将组织中的细胞与其余内容物(即连接细胞的细胞外基质)分离。之后,细胞被重新编程成为干细胞,基质被加工成个性化的水凝胶,充当打印“墨水”。

当与水凝胶混合时,干细胞分化为心脏或上皮细胞,创造出患者特异性的、与血管免疫相容的心脏斑块,后来成为整个心脏。“在这个阶段,我们的3D心脏很小,只有兔子心脏的大小,”Dvir补充道。“但更大的人类心脏需要同样的技术。”


他还指出,“工程材料的生物相容性对于消除植入物排斥的风险至关重要,这会危及此类治疗的成功。理想情况下,生物材料应具有与患者自身组织相同的生化、机械和地形特性。在这里,我们报告了一种简单的3d打印厚的、血管化的和可灌注的心脏组织的方法,它完全匹配患者的免疫、细胞、生化和解剖特性。”

接下来,研究人员计划训练心脏像心脏一样工作,Dvir解释说:“细胞需要形成泵送能力;他们目前可以收缩,但我们需要他们合作。”如果研究人员成功了,他们计划将3d打印的心脏移植到动物身上,之后再移植到人类身上。


尽管我们可能还需要数年时间才能在世界上最好的医院里拥有器官打印机,使这些手术能够常规进行,但这无疑是朝着设计可移植的排异风险更低的定制器官迈出的突破性一步。

目前有超过113,000人在国家移植名单上。根据美国卫生部的数据,由于捐赠者短缺,这意味着每天大约有20人在等待器官的过程中死亡。