以色列特拉維夫大學(xué)研究人員15日宣布，他們成功以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細(xì)胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例。不過，目前制作出的3D心臟雖可以收縮，但尚未具備泵血等功能，還需進(jìn)一步培養(yǎng)。

研究人員當(dāng)天在以色列中部城市特拉維夫舉行發(fā)布會(huì)，展示了這顆櫻桃大小的3D心臟，并表示這是一項(xiàng)“重大醫(yī)學(xué)突破”，為未來打印可用于移植的心臟提供了可能。

研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、特拉維夫大學(xué)教授塔勒·德維爾說，過去研究人員只成功3D打印出沒有血管的“簡單”心臟，而他們此次借助病人自身的組織和血管，3D打印出了擁有細(xì)胞、血管、心室和心房的“完整”心臟。

由于3D心臟的組織和細(xì)胞來自病人自身，移植后有望顯著降低受體排異反應(yīng)。德維爾表示，使用患者自身組織作為“原材料”，“患者將不再需要一直等待或服用藥物來防止排異反應(yīng)。相反，這項(xiàng)技術(shù)能將患者所需的器官打印出來，且能為病人量身定做。”

另一方面，這一研究給心力衰竭患者帶來“福音”。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，心血管疾病是全球?qū)е滤劳龅闹匾?。而目前對于病情?yán)重的病人來說，器官移植是唯一的選擇。但由于捐贈(zèng)者數(shù)量有限，不少患者在等待中死亡。如今，3D打印技術(shù)可能會(huì)在醫(yī)學(xué)界開辟出一條新道路，為未來的器官移植鋪平道路。

該過程是通過從病人身上提取脂肪組織，分離細(xì)胞和非細(xì)胞成分，然后“重新編程”成為干細(xì)胞，最后變成心臟細(xì)胞。這項(xiàng)研究的一份新聞稿中顯示，“患者將不再需要等待移植或服用藥物來防止排異反應(yīng)。所需的器官將被打印出來，完全個(gè)性化地提供給每個(gè)病人。”

不過，該項(xiàng)目目前這還處于開發(fā)的早期階段。研究人員只成功地用3D打印技術(shù)打印出了一顆2.5厘米的心臟，這顆小心臟還無法供人類使用，預(yù)計(jì)一個(gè)全尺寸的人類心臟，需要數(shù)十億個(gè)細(xì)胞，可能需要一整天才能打印出來，但這并不意味著該項(xiàng)目沒有潛力。

據(jù)該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Tal Dvir教授建議說：“可以用這個(gè)過程來打印心臟的部分組織，并替換病變區(qū)域。”

德維爾說，希望在未來十年內(nèi)，全球最好的醫(yī)院都擁有人體器官3D打印機(jī)，能夠常規(guī)地為患者打印器官進(jìn)行移植手術(shù)。他也表示，醫(yī)院可能會(huì)從比心臟更簡單的器官開始。

研究人員介紹，他們首先從一名病人體內(nèi)提取脂肪組織，分離出細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)，再借助基因改造技術(shù)將細(xì)胞轉(zhuǎn)變成干細(xì)胞，讓這些干細(xì)胞分化成心肌細(xì)胞和可生成血管的細(xì)胞，然后將這些細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)加工成的水凝膠混合，制成“生物墨水”，最終裝入3D打印機(jī)進(jìn)行打印。

當(dāng)天展示的3D心臟，打印耗時(shí)約3個(gè)小時(shí)，大小約是人類心臟的百分之一。德維爾說，打印與人類心臟大小相當(dāng)?shù)男呐K所需技術(shù)基本相同。

不過，目前這顆心臟并不能“正常工作”。德維爾表示，“當(dāng)前，細(xì)胞可以收縮，但不具備泵血能力。”其它技術(shù)難題還包括如何制造與人體心臟同樣大小的心臟；如何打印全部細(xì)小的血管。

在現(xiàn)階段，特拉維夫大學(xué)研發(fā)的3D打印心臟的大小僅適合兔子。研究人員說，他們接下來將在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)3D心臟，“教會(huì)”這些人造心臟如何像真正的心臟一樣“工作”，希望大約一年后把打印心臟移植到動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行測試。

以色列研究人員的這個(gè)突破引起了全世界的關(guān)注。等以后這種3D生物打印技術(shù)成熟了，是不是想打什么器官就可以打什么器官？心肺衰竭的患者不用再苦苦等供體？甚至，哪樣器官老化了，不等衰竭就能打一個(gè)出來重新?lián)Q上？

南醫(yī)大二附院副院長、心血管病中心主任李慶國告訴記者，這顆小心臟確實(shí)是3D打印生物工程在心臟方面的一個(gè)突破。

李慶國告訴記者，目前臨床上使用較多的3D打印，主要是基于醫(yī)學(xué)影像來還原患者心臟、骨骼等病變器官的樣子，使原本平面的醫(yī)學(xué)檢查立體化，讓病人和醫(yī)生更為直觀地觀察與溝通，并根據(jù)模型反映的實(shí)際情況量身定做手術(shù)方案，保證手術(shù)精度。這其實(shí)是比較簡單的技術(shù)。

真正3D打印出器官，包括器官的再生、再造，都是醫(yī)療前沿關(guān)注的問題，近年來全世界不少科研機(jī)構(gòu)也不斷有好消息傳出來，但仍然有生物數(shù)據(jù)處理、生物材料的選擇、打印設(shè)備研發(fā)、打印后活體組織存活等很多技采用自體組織“打印”器官后植入人體，最大的好處是解決了供體短缺和排異的問題。李慶國表示，這次3D打印出了一顆完整的心臟，是一個(gè)突破，但也只是開了個(gè)頭。目前這顆“心”太小了，有結(jié)構(gòu)而沒有功能，還沒辦法承擔(dān)起心臟的責(zé)任。以后即使打印出了和正常心臟一樣大的人工心臟，還需要一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)來證明其安全性，人類離使用“人造器官”，還有很長一段路要走。伴隨人造器官而來的倫理問題，也需要進(jìn)一步被討論。