此外， 该团队还使用同样的技术3D打印了冠状动脉的一个单独部分， 观察它是否可以灌注， 或者说能否携带血液 。 果然， 当研究人员泵入假血时， 这个人工动脉并不会漏出液体 。 范伯格表示， 这是很重要的一步， 我们越来越接近开发出血管相互连接的人工心脏 。 利用这种心脏， 外科医生就可以在有血液流动的情况下练习缝合动脉 。
此外， 研究团队还希望最终能将打印出来的心脏“细胞化”， 或是将人类心脏肌肉细胞添加到这个结构中， 让它像真实的心脏一样跳动 。 科学家已经在实验室中培育干细胞， 并使其分化为心脏细胞 。 问题是， 至少在目前， 他们一次只能制造约1亿个细胞， 但一个正常大小的心脏需要约1000亿个细胞 。 不过， 范伯格指出：“一旦这个问题解决， 就可以用上我们现在所使用的这种制造技术了 。 ”
当打印完毕， 准备提取人工心脏时， 范伯格所要做的就是将浴液升高到体温， 融化支撑凝胶， 只留下3D打印结构
那么， 什么时候才能获得可操作的3D生物打印器官呢？“答案是10年以上， ”范伯格说， “在实现这一目标之前， 我们还有很多事情要做 。 ”毕竟， 心脏是一个非常复杂、充满血管的器官， 他们需要将动脉的工作扩展至整个心脏；而如果想要让人工心脏真正像人体器官一样工作， 还需要实验室细胞生产技术的进步 。
与此同时， 这些3D打印心脏的早期产品已经可以帮助外科医生更好地为手术做准备 。 “他们实际上拥有了更高的触觉保真度， 这一点是非常重要的， ”心脏重症监护医生莉莉安·苏（Lillian Su）说道 。 她曾将3D打印作为一种培训工具进行研究， 但没有参与这项工作 。 外科医生甚至可以使用一颗定制的3D打印心脏来与病人及其家人沟通， 向他们解释手术将如何进行 。 “我认为这种材质是真正新奇的部分， ”莉莉安·苏补充道， “我认为家属们会要求了解外科医生对于一个特定病例的计划， 这将是同意过程的一部分 。 ”
在未来， 医院或许将以更低廉的价格提供这种技术， 因为一颗海藻酸盐心脏的材料成本可能只需10美元 。 范伯格和他的同事们还希望能用不同的材料进行实验， 比如用胶原蛋白打印的心脏可能会更加逼真， 因为胶原蛋白本身就是构成结缔组织的蛋白质， 是人体结构的组成部分 。 事实上， 就干重而言， 我们身体里的胶原蛋白比其他任何东西都多 。 但问题是， 胶原蛋白要贵得多——同样的活组织打印心脏需要花费2000美元 。
当然， 在复杂的心脏手术计划中， 2000美元只是最低的投资 。 “实际上， 我们认为， 在许多应用中， 胶原蛋白的真实感可能是值得的， ”范伯格说， “但当你在实验室做研究时， 特别是如果你在开发这项技术时会犯很多错误的话， 我们首先还是会关注海藻酸盐 。 ”
范伯格的近期目标是与外科医生和临床医生合作， 对他们的技术进行微调， 确保能在医院环境下使用 。 “我们现在可以建立一个模型， 不仅可以进行视觉规划， 还可以进行物理实践， ”他说， “外科医生可以操纵它， 使它像真实组织一样产生反应 。 这样， 当他们进入手术部位时， 已经事先有了一次额外的实际操作 。 ”
【3D打印的人类心脏：质感足以乱真】该研究的主要作者埃曼·米尔达玛蒂（Eman Mirdamadi）补充道：“尽管在生物打印全尺寸功能性人类心脏方面仍然存在重大障碍， 但我们很自豪能够利用这一新的平台为该领域奠定基础， 同时展示其在现实中外科手术模拟方面的即时应用 。 ”
推荐阅读
- 柳的音序和音节 柳的音序和音节是什么
- 我国研发出24亿年不差一秒的车载光频标
- 白露有哪些民族活动 白露节气的主要民族活动
- 这些伪科技的“坑”你不要入
- 发酵粉和碱有什么区别 发酵粉和碱的不同之处
- 白露时间的活动 白露有哪些活动
- 世界上旋转速度最快的物体：每分钟3000亿转
- 白露有什么要注意的吗 白露的养生注意事项
- 约客的主旨 约客的主旨是什么
- 领克是哪个国家的品牌