Et nytt gjennombrudd i 3D bioprinting, fødsel av det første 3D-trykte hjerte

Nylig brukte forskere ved Universitetet i Tel Aviv i Israel menneskelig vev for å skape verdens første 3D-trykte hjerte, noe som gir nytt håp til pasienter med avansert hjertesvikt som trenger å "forandre hjerte" for å fortsette sine liv.

Siden den første vellykkede nyre- og hjerte-transplantasjonskirurgi rundt 1960-tallet, har den kliniske teknologien for organtransplantasjon forbedret dag for dag, og suksessgraden av operasjonen har økt. Men i mange land varierer antall organbetjent og donorer mye. Selv om du er heldig nok til å vente på riktig organ og vellykket transplantasjon, vil den postoperative avvisningen fortsatt utgjøre en trussel mot pasientens liv. Gjennom årene har den komplette "replikasjonen" av organer blitt drømmen om medisinsk yrke.

I 2010 brukte verdens første bioprinter dyrkede humane celler til å lage de første blodkarene, noe som gjør 3D-utskrift av menneskelige organer mulig. I 2013 fullførte en kardiolog det første 3D-trykte "hjertet", som ikke bare ligner pasientens hjerte, men også slår. Imidlertid kan dette "hjertet" laget av plast bare brukes til å studere kirurgiske prosedyrer. Snarere er det bare en "hjertemodell".

Det nytrykte 3D-hjertet har ikke bare celler, ventrikler og atrium, men også kryssing av blodkar. Den "blekk" som brukes i denne utskrift er avledet fra fettvev ekstrahert fra pasienten. Blant dem blir de isolerte cellene redigerte pluripotente stamceller, og differensierer deretter til kardiomyocytter som utgjør hjertet av hjertet og endotelceller som utgjør blodkarene. Den isolerte ikke-cellulære komponenten blir transformert til en "personlig gel" som fungerer som en "sement" som bygger huset, fikserer cellens plassering, og fungerer som en ekstracellulær matrise for å fremme veksten av disse "små mursteinene". Opprett en tilkobling og til slutt omorganisere til et funksjonelt organ. Siden det trykte "råmaterialet" kommer fra pasienten selv, er det ikke nødvendig å bekymre seg for forekomsten av avvisning.

Imidlertid har dette 3D-hjertet for tiden bare en sammentrekningsfunksjon, og forskerne trenger å videreutvikle kulturen, "undervise" hjertecellene for å samarbeide for å oppnå pumpingsfunksjonen, og deretter utføre dyretransplantasjonseksperimenter. Avstanden er virkelig brukt på menneskets hjertetransplantasjoner, og mer arbeid må gjøres. I tillegg til kardiomyocytter og blodkar, inkluderer hjertet også fibroblaster, nerveceller, fett osv. For å forene vekstmiljøet for ulike typer celler, gjenstår det å bli studert. I tillegg, på grunn av den begrensede oppløsningen av hjerte-skanningsteknologi og -printere, er det for øyeblikket ikke mulig å skrive ut alle blodkarene i hjertet.

Organ transplantasjon omfatter ikke bare hjertet, men også leveren og nyrene. Forskerne prøvde å "smadre de hardeste beinene" i orgelutskrift.

Fra de medisinske modellene som brukes i preoperativ analyse til titanlegeringsbenene implantert i menneskekroppen, fra enkel organisasjon til funksjonelt komplekse organer, fortsetter forskerne å gjøre nye gjennombrudd innen bioprinting, og gi nye håp til pasienter.