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3D打印心脏注定是一条漫长征途

2022-08-04 09:09:00 来源:法治日报·法治周末

■“医”眼人间

一个与人类心脏大小一致、功能相同并可消除排斥问题的3D打印心脏,从制造出来到临床使用,绝不是一蹴而就的

□  孙宏涛

近日,据《纽约时报》报道,在美国,一名来自墨西哥的20岁女性成为世界第一个通过3D打印技术,成功进行耳朵移植的人。

研究团队对这名患者的左耳进行CT扫描、创建3D模型,并进行镜像对称,然后3D打印了一个跟她的左耳完美匹配的右耳。今年3月,患者接受了移植手术,植入后的软骨组织成功再生并自然愈合,具有天然耳朵的外观和手感。

此次移植的成功标志着组织工程向前迈出重要一步,是再生医学领域的重大进展。

有网友看到这条新闻后,私信我说:既然3D打印技术这么先进了,那么以后能不能打印心脏,给那些急等着心脏移植器官的病人用呢?

这是一个非常好的问题。一个成功的3D打印心脏,要达到这样两个基本要求:一是必须能达到心脏相应的生物学功能,达到心脏移植的条件;二是最好不要有排斥反应。

生物打印要满足第二点要求是相对容易的。为了避免宿主对器官产生排斥从而需要再次更换器官,科学家正在使用人类细胞,尤其是患者自己的细胞进行人造器官打印。这样一来,免疫排斥反应会大大减轻。

但是,打印出一颗能在各方面完美替代人体中有血有肉的、跳动的“泵器官”,这个要求确实有点难。要知道,人的心脏从胚胎期就开始跳动,任劳任怨,一生要有几十亿次的完美跳动,堪称不折不扣的劳模器官。

因此,3D打印心脏注定是一条漫长的征途。

其实,科学家们也一直在这个领域不断尝试。在动物实验领域,曾经有科学家打印出适合小鼠模型的心脏,并移植于小鼠。

2017年,瑞士苏黎世联邦理工学院利用3D打印技术制作了一款以硅胶为原料的人造心脏。虽然这种硅胶组织也能和正常心脏一样跳动,但是跳动所维持的时间只有短短的45分钟左右。这样的水平,还远远达不到心脏移植的要求。

后来,以色列特拉维夫大学对3D打印心脏技术进行了改进,使用患者本身的细胞和生物材料作为原料,打印出了一个具有完整血管及部分构造的心脏。遗憾的是,由于技术的局限,这个心脏仅有兔子的心脏那般大,无法和真实的人类心脏大小相比拟。但不管怎么说,这次的突破已经是生物3D打印技术的一大进步。

上述这些人造心脏的案例,皆是生物打印的重大突破,取得了一定的成果,但案例中的人造心脏仍然无法模拟心脏肌肉的结构及复杂的功能。一个与人类心脏大小一致、功能相同并可消除排斥问题的3D打印心脏,从制造出来到临床使用,绝不是一蹴而就的。

然而,笔者相信,3D打印心脏能够用于人体的这一天,早晚都会到来。

(作者系心脏外科主任医师,现工作于阜外医院心外科)

责编:王硕

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