按照科學家們最初的設想，要制造一個具有完全生物屬性的心臟需要10年。不過從當前業(yè)界已取得的成就來看，這一假想有望在更短的時間內變?yōu)楝F(xiàn)實。前路依然漫漫，但是伴隨著愈發(fā)有力的心跳聲，3D打印心臟研究終會擁抱一個光明的未來。

3D打印四年心路歷程：由假想到跳動的心臟

近日，一串心臟跳動聲自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的功能材料實驗室中傳出，震撼了整個醫(yī)學界，因為這聲音來自于一顆用3D打印技術制成的硅膠心臟。盡管這顆人造心臟只保持了半個多小時的搏動，跳了3000下，但已足夠成為醫(yī)學史上的一座里程碑。它是生物3D打印技術飛速發(fā)展結出的碩果，標志著人類朝著制造可移植3D打印心臟的夢想又邁出了一大步。

從一個假想到如今這顆跳動的心臟，3D打印的心路歷程只走過了短短4年。按照科學家們最初的設想，要制造一個具有完全生物屬性的心臟需要10年。不過從當前業(yè)界已取得的成就來看，這一假想有望在更短的時間內變?yōu)楝F(xiàn)實。下面讓我們來回顧一下這四年心路中的關鍵節(jié)點，看看3D打印這一路是怎樣走來的。

2013年，美國肯塔基州心血管創(chuàng)新研究所的開發(fā)團隊提出：“我們認為我們在10年內就能做到這一點——用患者自身的細胞制造一個具有完全生物屬性的心臟?！睘榇耍麄冮_發(fā)出專門的3D打印機，用于制造心臟瓣膜、冠狀血管、微循環(huán)，收縮細胞等心臟必備部件。

2014年，哈佛大學也開始發(fā)力3D打印心臟。不過，他們最初的切入點并非整個心臟，而是先從為心臟“打補丁”開始。研究人員使用人類彈性蛋白原研制了一系列凝膠，用于制造微型組織支架。這些支架能夠誘導細胞按照研究人員希望的方式生長。其結果是能夠讓心肌細胞整齊地排列在這些彈性基地的凹槽中并按同步的節(jié)拍跳動。

2015年，美國浸信會再生醫(yī)學研究所使用高度專業(yè)化的3D打印機制造出具有類似功能和形狀的心臟細胞。研究人員給這些細胞一個特殊的介質，并使它們的溫度保持在與人體相同的水平，這使它們開始了跳動。

2016年，澳大利亞墨爾本大學的醫(yī)生和工程師合作開發(fā)出了一種3D打印動脈，他們通過3D圖像和3D打印，重建病患的心臟動脈，以期實現(xiàn)個性化心臟病救治。通過精確度極高的3D打印心臟動脈，醫(yī)生可以制作定制化支架，安裝在病患被堵塞或者崩塌的動脈中，促進血液循環(huán)。

今年4月，美國明尼蘇達大學的研究人員創(chuàng)建了一個革命性的的生物3D打印補丁，可以幫助治愈心臟病發(fā)作后的瘢痕性心臟組織。該發(fā)現(xiàn)是治療心臟病發(fā)作后組織損傷患者的一大進步。目前該補丁已在小鼠身上試驗成功，下一步將放到大小與人心臟相似的豬心臟上進行測試。

7月14日，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院用硅膠3D打印出了心臟的高級副本，它幾乎像真實心臟一樣跳動了三千次。該研究項目表明，使用軟材料創(chuàng)建功能性人造心臟或其他心血管裝置具有可行性。

盡管可跳動的硅膠3D打印心臟極大地振奮了醫(yī)學界，但目前還無人確切知道可移植的3D打印心臟何時能夠成為現(xiàn)實。即使運用硅膠制成的3D打印心臟具有真實心臟的所有功能，但它仍存在不少局限性。一方面，部分患者可能對硅膠產生排異反應；另一方面，人們可能會對這種人造器官的植入產生心理上的反感。3D打印心臟的最終發(fā)展方向仍是以患者自身細胞培育出的生物組織為材料進行制造，這樣的成品會從生理和心理兩方面減少患者的排斥。

前路依然漫漫，但是伴隨著愈發(fā)有力的心跳聲，3D打印心臟研究終會擁抱一個光明的未來。

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