美科學家3D列印出心臟組織 有朝一日或可製作出完整器官

參考消息網8月3日報道法媒稱，美國科學家當地時間8月1日宣布，利用3D生物印表機，他們成功地用膠原蛋白製造出可正常工作的心臟組織。他們說，這項突破性技術有朝一日可以製造出完整的器官。

據法新社8月1日報道，這篇發表在美國《科學》周刊的研究論文稱，他們採用的這種方法，以迄今所能達到的最高精度，使用人體內最豐富的蛋白，複製出了複雜的人體生物支架。

隨後，這些結構可以嵌入活體細胞和毛細血管，其精細度可達20微米，遠遠高於大多數用於製造塑料結構的3D印表機。

論文作者之一、美國卡內基-梅隆大學生物醫學工程教授亞當·范伯格對法新社記者說：「我們已經證明，我們可以用膠原蛋白列印出心臟瓣膜。」

范伯格說：「雖然我們還沒有把它置入動物體內，但我們建造了一個模擬人體壓力和流速的測試台，並且我們證明，它被放入後能正常工作。」

報道稱，該研究小組使用磁共振成像技術對人類心臟進行掃描，來複制患者的特定心臟部位，他們已取得了心跳同步和瓣膜開閉等成果。

據報道，2019年4月，以色列的一個研究小組宣布，他們利用人體組織和血管，製造出3D列印心臟，但這顆心臟無法泵出。

過去，科學家們嘗試列印人體生物支架，即「細胞外基質」，但一直受到組織還原度和精細度低下的制約。

報道介紹，膠原蛋白是實現這項任務的一種理想的生物材料，因為它存在於人體的所有組織中。它一開始是液態，在嘗試列印的過程中，它會變成類似果凍的膠質。

但科學家們利用pH值的快速變化，使膠原蛋白在精確控制下固化，從而克服了這些障礙。

范伯格說：「這是第一個版本的心臟瓣膜。」

這項名為「懸浮水凝膠自由形式可逆嵌入」（FRESH）的技術，可以讓膠原蛋白在凝膠支撐槽中一層一層地疊加，然後通過從室溫到體溫的加熱，把支撐槽融化，從而得到一個完好的結構。

報道稱，該團隊的設計是開源的，這意味著其他實驗室可以複製結果和列印相同的組織。

未參與該項目的美國塔夫茨大學生物醫學工程師奎妮·達斯古普塔和勞倫·布萊克在《科學》周刊上發表的評論文章中說：「其他方法曾演示了如何列印脈管系統或膠原蛋白，但都沒有達到新方法的精確度。」

他們還說，這項新技術製造出來的結構可以「大大提高細胞活力」，並促進新血管的生成。

但他們提醒說，功能性結果還需要進一步提高，最終的目標是1微米甚至是更高的精確度。

從長遠來看，這項技術將來有可能被用於列印心臟或其他器官。美國有4000人正在等待心臟移植，而且全世界還有數百萬人需要進行心臟移植。

報道認為，實現這一目標面臨的挑戰包括，生成生物列印大型組織所需的數十億個細胞，達到製造規模並遵守監管程序，以便在動物以及最終在人類身上進行試驗。

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