环球首颗 3D 打印心脏问世,歪果仁真要逆天改命?

原创 小编  2019-04-21 19:37 
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" 只要经由历程一种体式格局能力制服殒命:抢在殒命之前转变天下。"

人人对 " 心血管疾病 " 的立场虽然没有像癌症和 AIDS 那样谈及色变,但也相差不远,心脏作为人体最重要的器官之一,庞杂水平不可思议,一旦涌现病症,通例医治手腕很难发作功效。

迄今为止,人类医治心脏衰竭患者的要领唯一:心脏移植。但这件事难题太多:手术难度高、术后排异回响反映猛烈,和寻觅供体 …

但近来生物医学科技范畴有了一次全新打破:以色列特拉维夫大学宣告胜应用人体细胞制造出天下上首颗 3D 打印心脏。

以是 … 这将是人类器官移植的 " 新姿态 "?

有血有肉还会跳

精彩视频戳这里▲

从视频中看,这颗心脏约莫 2cm 大,上面可以或许清楚的看到主血管等器官,你们可不要以为这是个模子,事实上这就是一颗名副其实的 " 微缩版 " 人类心脏。

它的特别的地方在于:不只作为第一颗具有细胞和血管的人工心脏,而且完美了心室和心房等器官构造、甚至能跳动 …

总之从理论上它可以或许支撑其载体的一般生理运动,只不过这个 " 人 " 大概是咚塔塔族的。

值得一提的是,制造这颗心脏的材料,悉数泉源于某位心脏衰竭患者本身的体细胞,这意味着若是在将来可以或许胜应用 3D 打印出适用于人类的器官,那末经由移植手术以后病患发作排异回响反映的几率将无穷趋于 0…

虽然这并非人类第一次人工造就器官,但想要制造一颗完整婚配病患的免疫学、细胞、生物基因等特征的心脏,现在来看,也只要经由历程这类体式格局才有一点完成的能够。

像打印机那样?那你错了

从视频历程当中看彷佛很轻易,就像制造一个优美的玩具,但现实上其难度高到不可思议。

从特拉维夫大学在《Advanced Science》宣布的论文看,研讨团队重要从患者体内提取了网膜构造细胞(人类器官外部的一层 " 保护膜 "),并将该细胞和基质(也称作细胞溶胶,细胞质中胶态的基底物资)星散,然后将后者加工成水凝胶(亲水的高分子聚合物)。

a 是方才剥离出的网膜构造,b 基质,c 水凝胶(3D 打印历程当中的油墨)

将细胞重编程为多能细胞,然后分化成心肌细胞和内皮细胞,然后封装在水凝胶中以发作用于印刷的生物链。

在准备好打印所需的 " 原材料 " 以后,研讨人员就最先了对患者举行心脏建模的历程。

依据原文表述,他们对患者心脏举行了周全的 CT 扫描,由此辨认患者心室中重要血管的 3D 构造。以后研讨员们借助 CAD 软件,重现该患者的心肌尺寸和外形。

那末题目来了,CT 这玩艺儿扫不出心脏内部的小型血管 … 以是后续还要借助数学模子,将较小的血管添加到基础头绪体系设想中,而且还能基于某种定律计算出心脏中最相宜的血氧浓度。

" 钙瞬变 " 图,胜利触及到极果君学问盲区

第三,也是最重要的一步:怎样包管 3D 打印心脏的功用和耐用性。研讨人员们经由历程丈量该器官构造中的钙瞬变,来评价这颗人造心脏的现实功用。(钙瞬变是心肌细胞膜上的瞬时性回响反映,和心脏一般的压缩功用严密相干)

血管材料详解图

在包管人工心脏对人体无害的情况下,特拉维夫大学团队开发出一种完整通明且对细胞无损伤的藻酸盐微粒,它可以或许在种种温度下举行自在形状的印刷和固化,并能经由历程化学降解提取出来用以保持细胞存活 …

心脏材料详解图

这些都是现在科妙技到达的局部,至于心脏中的 " 不可知之地 "… 预计他们只能靠设想了。这也没啥大不了,极果君很明白,终究结果人力偶然尽,我国老祖宗们早都下过结论:" 尽人事,听天命。"

别问。用了就富贵在天。

为何要做人工心脏?

如题。

关于这个题目的解答,极果君决议换种角度,和人人聊聊 3D 打印心脏和传统心脏移植比拟的上风:

起首,患者没必要经由冗长的守候。事实上现在有无适宜的心脏器官供体,重要照样依托某种 " 玄之又玄 " 的定理:看命。

心脏器官不像眼角膜,若是要包管受植病人充足长的存活时候,年青康健的心脏也非常重要,但 … 真的太少了。

我们晓得,天下上第一例心脏移植手术在 1967 年最先,直到 1994 年国际心脏移植协会的挂号,在 257 个移植中内心心脏移植手术累计凌驾 30200 例。(互动百科)

至 1999 年 4 月为止,环球 304 个医疗中间完成心脏移植手术 48841 例。(百度百科)

乍一听彷佛许多,但是须要心脏移植的患者有若干呢?在环球范围内,约莫逾 2000 万人须要康健的供体泉源才有愿望保持性命。(泉源:知乎)

可以或许说环球现在须要器官移植的人数远远大于募捐数,应用 3D 打印手艺,就有愿望完成人造器官的订制消费,更好地知足病人器官移植需求。

第二个上风:这类 " 自力更生 " 移植体式格局,能消除传统术后免疫排挤的题目。

现在接收心脏移植手术的患者,在术后须要毕生服用抗排挤药物,用来抑止本身免疫体系对外来 " 入侵 " 的抗拒。纵然将供体的器官和骨髓一同移植到病患身上,也只能从理论上减轻病患的痛楚 …

而依据网上材料透露表现,术后 30 天内殒命重要原因是沾染、移植物衰竭;一年内殒命的重要原因是沾染、移植物衰竭和急性排挤回响反映;一年以后的重要死因则是由慢性排异回响反映致使的冠脉硬化等疾病形成。(泉源:知乎)

以是此次科研成果不唯一愿望能做出和人体完整婚配的康健内脏,而且和此前运用人造分解材料的(辅佐)器官都不雷同,不会对人体带来不可逆的危险。

换句话说,我们有能够迎来一个人体移植的新拂晓?只管这间隔真正的人工心脏降生另有冗长的途径要走,甚至连天下顶尖的研讨人员们也没法肯定终究能不能胜利(虽然他们亮相说有戏)…

运气应当控制在本身手中

但统统正如极果君在文章开篇援用叙利亚墨客阿多尼斯的诗文一样,人类没法逆转殒命,但我们能做的另有许多。

【泉源:极果】

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