Ett nytt genombrott inom 3D-biotryck, födelsen av det första 3D-tryckta hjärtat

Nyligen använde forskare vid University of Tel Aviv i Israel mänsklig vävnad för att skapa världens första 3D-tryckta hjärta, vilket skapade nytt hopp för patienter med avancerad hjärtsvikt som behöver "förändra hjärta" för att fortsätta sina liv.

Sedan den första framgångsrika njur- och hjärttransplantationskirurgin runt 1960-talet har den kliniska tekniken för organtransplantation förbättrats dag för dag, och operationens framgång har ökat. I många länder varierar emellertid antalet orgelbetare och givare mycket. Även om du har turen att vänta på rätt organ och lyckas transplantera, kommer postoperativt avslag fortfarande att utgöra ett hot för patientens liv. Under årens lopp har den fullständiga "replikationen" av organ blivit drömmen om medicin.

År 2010 använde världens första bioskrivare odlade mänskliga celler för att skapa de första blodkärlen, vilket möjliggjorde 3D-tryckning av mänskliga organ. 2013 slutförde en kardiolog det första 3D-tryckta "hjärtat", som inte bara ser ut som patientens hjärta, utan också slår. Detta "hjärta" av plast kan dock endast användas för att studera kirurgiska ingrepp. Snarare är det bara en "hjärtmodell."

Det nytryckta 3D-hjärtat har inte bara celler, ventriklar och atrium, utan också korsande blodkärl. "Bläcket" som används i denna tryckning härrör från fettvävnaden extraherad från patienten. Bland dem blir de isolerade cellerna redigerade pluripotenta stamceller och differentierar sedan till kardiomyocyter som utgör hjärtans hjärta och endotelceller som utgör blodkärlen. Den isolerade icke-cellulära komponenten förvandlas till en "personlig gel" som fungerar som en "cement" som bygger huset, fixar cellens plats och fungerar som en extracellulär matris för att främja tillväxten av dessa "små tegelstenar". Upprätta en anslutning och omorganiseras så småningom till ett funktionellt organ. Eftersom det tryckta "råmaterialet" kommer från patienten själv, finns det inget behov av att oroa sig för förekomsten av avslag.

Emellertid har detta 3D-hjärta för närvarande bara en sammandragningsfunktion, och forskarna behöver ytterligare kultur, "lära" hjärtcellerna att arbeta tillsammans för att uppnå pumpfunktionen och sedan utföra djurtransplantationsexperiment. Avståndet tillämpas verkligen på mänskliga hjärttransplantationer, och mer arbete måste göras. Förutom kardiomyocyter och blodkärl, inkluderar hjärtat också fibroblaster, nervceller, fett, etc. Hur man kan förena tillväxtmiljön för olika typer av celler återstår att studera. På grund av den begränsade upplösningen av hjärtskanningsteknik och skrivare är det för närvarande inte möjligt att skriva ut alla blodkärl i hjärtat.

Organtransplantation inkluderar inte bara hjärtat utan också levern och njurarna. Forskarna försökte "krossa de hårdaste benen" i orgeltryck.

Från de medicinska modellerna som används i preoperativ analys till titanlegeringsbenen implanterade i människokroppen, från enkel organisation till funktionellt komplexa organ, fortsätter forskare att göra nya genombrott inom området biotryck och ge nya hopp för patienter.