長(zhǎng)期以來(lái)，3D打印器官概念一直被吹噓為有可能解決器官移植等待時(shí)間漫長(zhǎng)的問(wèn)題。如今，以色列的科學(xué)家們利用患者自身組織作為“油墨”，打印出微縮的“活”心臟，從而為這種構(gòu)想注入新鮮血液。

這個(gè)微型器官（大約一顆櫻桃大小，而成人心臟為拳頭大小）從“血管化”的意義上來(lái)說(shuō)是活的，這意味著它包含血管。它表明，生物打印不僅可以重建某個(gè)器官的結(jié)構(gòu)，還可以重建其運(yùn)轉(zhuǎn)所需的管道系統(tǒng)。

領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的特拉維夫大學(xué)(Tel Aviv University)教授塔爾?德維爾(Tal Dvir)表示：“這是人類第一次成功設(shè)計(jì)并打印出具備細(xì)胞、血管、心室和心房的完整心臟。”這個(gè)成果上月在《高級(jí)科學(xué)》(Advanced Science)期刊發(fā)布。懷疑人士指出，這顆小心臟無(wú)法泵血，功能完整的生物打印器官仍是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)。

第一步是創(chuàng)建一款合適的生物油墨。科學(xué)家們對(duì)脂肪組織進(jìn)行了活檢，然后將其分離成細(xì)胞和非細(xì)胞成分。細(xì)胞被改編還原為多能干細(xì)胞（功能最多樣的干細(xì)胞），然后經(jīng)過(guò)化學(xué)促進(jìn)，形成心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞（后者形成血管的內(nèi)壁）。然后把這些與利用非細(xì)胞殘留物（包括膠原蛋白）形成的“支架”凝膠混合。

在對(duì)患者心臟進(jìn)行的電腦斷層掃描(CT)的引導(dǎo)下，研究人員一層層打印這種生物油墨，以構(gòu)建與患者個(gè)體解剖學(xué)匹配的幾毫米厚的所謂“心臟補(bǔ)丁”。它們表現(xiàn)出了收縮能力。

打印更大的結(jié)構(gòu)需要支撐介質(zhì)，在很大程度上就像果凍在凝固時(shí)需要一個(gè)保持形狀的模子。在這種情況下，一種緩沖凝膠用來(lái)在打印過(guò)程中包裹結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)預(yù)處理意味著之后會(huì)分離，留下被打印出來(lái)的小心臟。

倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London)研究員克勞迪奧?卡佩利(Claudio Capelli)表示，這項(xiàng)工作對(duì)于定制身體器官是個(gè)好兆頭。他利用對(duì)兒童的臨床掃描打印其心臟的3D塑料模型。這些模型包含2000層，可以幫助倫敦大奧蒙德街醫(yī)院(Great Ormond Street Hospital)的外科醫(yī)生規(guī)劃復(fù)雜的外科手術(shù)。

“這帶來(lái)了創(chuàng)建可灌注的心臟補(bǔ)丁的可能性，”他表示，“如果血液可以流動(dòng)，那么這些補(bǔ)丁就能‘活’。你可以利用你自己的組織而不是人工或動(dòng)物材料，來(lái)替換心臟零件，例如瓣膜或冠狀動(dòng)脈?！崩没颊咦陨斫M織的好處在于排異反應(yīng)會(huì)降至最低，這是器官移植的嚴(yán)重但可以治療的并發(fā)癥。

卡佩利醫(yī)生警告稱，做出整個(gè)心臟是不同數(shù)量級(jí)的挑戰(zhàn)，因?yàn)樾呐K運(yùn)轉(zhuǎn)的方式仍很神秘：“我們還不知道心臟的完整算法，例如產(chǎn)生電活動(dòng)的傳導(dǎo)系統(tǒng)如何發(fā)展。”

另一個(gè)困難是圖像分辨率。繪制更精細(xì)的心臟結(jié)構(gòu)需要活體患者接受無(wú)法承受的高劑量輻射。因此，為達(dá)到那種精度，卡佩利正與他在倫敦大學(xué)學(xué)院的同事安德魯?庫(kù)克(Andrew Cook)合作，對(duì)捐贈(zèng)的心臟進(jìn)行高劑量輻射。

最終而言，人造器官可以用于新藥篩選，但最引人注目的應(yīng)用是器官移植?？茖W(xué)家們已經(jīng)能夠打印皮膚、軟骨和骨；如今他們正競(jìng)相打印腎臟、肝臟、心臟和角膜。需求無(wú)疑是存在的：英國(guó)大約有6000人在移植等候名單上。

德維爾教授預(yù)測(cè)，器官打印設(shè)備問(wèn)世可能只需要10年?？ㄅ謇t(yī)生則更為謹(jǐn)慎：“這項(xiàng)工作是強(qiáng)大的，但要?jiǎng)?chuàng)建一顆跳動(dòng)的功能完整的心臟還有很長(zhǎng)的路要走?！?/p>