2019年8月1日，星期四（HealthDay News）-科学家表示，他们在创建3D打印心脏方面迈出了重要的一步-最终目标是为因疾病或受伤而受损的器官和身体部位制造替代组织。
3-D打印过程基于计算机模型构建三维对象。与在平面上进行传统印刷不同，这些机器逐层生产各种材料-塑料，金属，陶瓷。
该技术已在各个行业中使用，并且近年来研究人员一直在开发一个分支：3D“生物打印”。希望最终有能力为患者生产定制的替代组织，甚至整个器官。
当然，人体比消费产品复杂得多。印刷的组织不仅需要结构，还需要被血管，神经和其他保持其存活的元素所渗透。
首席研究员安德鲁·李说，研究人员距离生物打印可以移植到人体的功能器官还差很多年。
但是他和他在匹兹堡卡内基梅隆大学的同事们报告了这条漫长道路上的关键一步。他们已经开发出一种新的生物打印方法，能够利用胶原蛋白制造人的心脏。
胶原蛋白是人体中最丰富的蛋白质，它是“细胞外基质”的重要组成部分-围绕着人体细胞的分子网络，为它们提供结构和化学支持。
新的生物打印策略有助于解决主要障碍：很难印刷活细胞和柔软的生物材料，例如胶原蛋白。研究人员解释说，胶原蛋白起初是一种流体，如果自身进行生物印记，最终只会陷入水坑。但是，通过在生物打印完成后可以去除的凝胶支持胶原蛋白，胶原蛋白就有时间固化。
该技术被称为FRESH 2，研究人员借助它可以可靠地打印直径为20微米的细小的胶原纤维-比以前使用该技术的早期版本的250微米小一个数量级。该方法还使他们能够通过精确控制来固化胶原蛋白-创建可以嵌入活细胞的组织“架构”。
当研究人员用人类的心肌细胞打印胶原蛋白“生物墨水”时，他们就能够建立心脏左心室的一个小模型-它的主泵腔。在几天的时间里，心室显示出收缩的能力。
研究人员还打印了可以打开和关闭的心脏瓣膜，以及新生心脏的模型。
Lee强调说：“我们离您可以植入人类的功能心脏很远。”“但这是向前迈出的重要一步。”
位于马萨诸塞州梅德福的塔夫茨大学生物医学工程副教授劳伦·布莱克对此表示赞同。
布莱克说：“这是一个相当大的飞跃。”布莱克在8月2日的《科学》杂志上发表了一篇与该研究一起发表的社论。
他指出，该方法不仅可以打印胶原蛋白，还可以打印其他重要的生物物质，例如纤维蛋白原和透明质酸。
3-D生物打印的长期希望是生成针对个别患者定制的组织。布莱克解释说，这将在患者自己的干细胞的帮助下完成：可以从皮肤中提取细胞，并通过基因重编程使其进入类似于胚胎干细胞的状态-使它们有潜力成熟到任何类型的人体组织中。
布莱克指出，供体器官供不应求，即使病人接受了供体器官，免疫系统也会拒绝它，而不会产生免疫抑制药物。他说，3D生物打印可以帮助解决这两个问题。
但这还有很长的路要走。布莱克说，在不久的将来，生物打印的人体组织可用于实验室研究-测试新药，并可能取代目前对动物所做的一些研究。
李同意了他还指出，当前的研究将心脏用于“概念验证”。他说，但是可以使用FRESH方法建立一系列器官系统。
