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3D打印心脏成功!

3D打印 2019-06-18 qhdsteam.com

以色列科研人员正在展示一颗人体组织3D打印的微型人类心脏,特拉维夫大学。摄影师: lia Yefimovich

4月15日,以色列特拉维夫大学宣布成功制造出世界上第一颗3D打印的人类心脏。研究人员用人体细胞作为3D打印的原材料,耗时3小时「打印」出一颗长2. 5厘米的完整心脏。这颗心脏具有细胞、血管、心房和心室,能够像人类心脏一样收缩。

一台生物3D打印设备正在"打印"一颗微型人类心脏,以色列特拉维夫大学。摄影师: IliaYefimovich

科研人员表示,3D打印心脏用患者自身细胞作为原材料,可以避免器官移植引发排斥反应,是医学史上的重大突破。目前人造心脏的大小、精度尚未能满足器官移植的标准,预计最快在未来10年内制造出可供人类使用的心脏。

3D技术+医疗=变革与奇迹

在一般的印象中,3D打印更多用于制造业,通过3D打印机短时间内轻松复制出复杂的外型,被称为将带来制造业革命的技术:

当然,3D打印也早就被医疗界青眼有加:3D打印在牙科的应用更是早已经风靡全球,在牙科工业造成了革命性的影响。应用最广泛的可能是骨科,现在已经有很多前沿的医院能够做到通过3D打印模拟各种骨结构进行移植,在各种复杂骨组织结构的医疗应用上也十分具有前景。

比如2014年,荷兰一家医院便3D打印出头盖骨进行移植,挽救了一位22岁的少女;2015年,我国国内也有医生为一名有严重颈椎病的患者量身制作了3D打印的椎间融合器,进而一次完成连续两个节段颈椎前路手术,成功治疗了一位险些高位截瘫的老人。

以上的3D打印材料可能更接近结构的模拟,那么,如果我们再进一步,结合3D打印技术+活的干细胞呢?如果我们除了模仿结构,还能复制出生命力呢?

就目前的研究发展轨迹来看,3D打印+干细胞的组合,可以堪称是“器官打印机”了。

3D技术+干细胞=器官打印机

其实,所谓3D打印技术,和2D的普通打印机工作原理差不多。只不过,普通打印机是用墨水在纸上,打印平面的图片文字;

而3D打印则是利用金属、陶瓷、塑料、砂等原材料,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成立体的实物。

有人或许会问:莱斯大学,又是如何运用3D打印技术,打印出具有“呼吸”功能的肺的?

一句话:三维光刻技术!

形象地说,就像芯片生产使用光刻机技术一样,美国莱斯大学研究团队,也是选择了三维光刻技术,通过光照使光敏树脂局部聚合,打印出特定的结构。

相比逐点打印的传统喷墨式3D打印,三维光刻可以同时处理几百万个体素,再辅以柠檬黄遮光,打印的效率和精度都大幅提高了。

1、他们利用这种打印技术,先尝试打印了一段带瓣膜的血管,非常顺利。

2、之后,加大难度,打印肺器官中相互缠绕、且不互通的血管与气管,依旧顺利完成。

3、最后,攻关了能够实现气体交换的肺泡与毛细血管,并最终成功打印出具有呼吸功能的肺架构。

值得一提的是,运用术3D打印技术生产人体器官,由于打印材料来自病人自身的组织与细胞,不会产生传统移植带来的免疫排斥反应。

随着技术不断发展,不会太久,人类就可以随意将坏掉的内脏扔掉,通过3D打印换一颗完好无损的新器官来替代。

这个梦幻一般的未来,正向我们走来


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