3D打印一顆心臟,到底有多難

 公司新聞     |      2021-01-18 11:47
如何讓打印的心臟跳動起來?
 
3D打印心臟,絕不只是把一堆細胞堆成心臟的樣子那么簡單。特拉維夫大學的這場實驗在3D打印領域屬于“生物3D打印”。3D打印機與傳統打印機的核心差異是:一方面,傳統打印是兩維空間上的平面打印,而3D打印則是在三維空間中立體打印,一層層地堆積增加材料;傳統打印用的是墨水,而3D打印機依據不同的實驗目的,墨水會對應著變化。與其他3D打印普遍使用的激光或熱不同,由于生物3D打印使用的是細胞,為了保證細胞的活性,不能有光和熱。生物3D打印依據不同的細胞生長環境,需要設置打印的參數,精確地控制生物材料中細胞的密度、生長因子在整體3D結構中的位置及相關作用,才能使打印出的組織具有生物活性。
 
心臟比一般的器官復雜,主要在于它會跳動。心臟的跳動是因為心肌細胞都被緊密地連在一起,細胞產生的電信號會使大批心肌細胞共同收縮。而且為了協調兩個心房和兩個心室的協同收縮,心臟本身還有一套特殊的傳導系統。
 
雖然在體外生產幾千萬個心肌細胞不難,但是即便心臟被3D打印出來了,能不能跳是一件事,到底是怎么跳的是另外一件事。以臨床的病癥舉例,心室纖顫就是因為心肌細胞不能同步跳。一旦失去“同步”,各個細胞此起彼伏地亂跳就會讓心臟瞬間失去泵血功能,導致死亡。也就是說,如果要實現心臟的泵血功能,心臟必須非常整齊地跳動。