澳洲「印」出會跳的心臟細胞!3D 列印能用的心臟,快了

【為什麼我們挑選這篇文章】3D 列印技術時有所聞,能列印出人體器官也不再是件驚世發明,不過澳洲有科學家開發一台能列印人類細胞的生物列印機,其中讓人驚豔的,是列印出來的心臟細胞,就像真的心臟一樣會「跳動」!(責任編輯:張瑋倫)

3D 列印人類器官的目標雖然還很遙遠,但是每前進一步這個夢想就會更靠近現實一點。在澳洲,悉尼心臟研究所(Sydney-based Heart Research Institute ,HRI)開發了一種可以列印人類細胞的生物列印機,可以用來修復受損的心臟組織。研究的效果也很神奇,這些心臟細胞可以跳動,就像一顆真正的心臟一樣

HRI 的一位科學家 Carmine Gentile 博士介紹說,患者只需要給醫務人員提供他們的表皮細胞,用它們生成幹細胞,再進一步生成心臟細胞。醫生利用這台列印機可以列印患者所需的特定的心臟細胞,然後生成可以植入心臟的組織,來修復受損的器官。

這種方法對飽受痛苦的心臟病患者裨益頗多,尤其是傳統的治療手段不奏效的時候。典型的心臟病治療過程,包括血管成形術,在這個過程中讓氣球膨化來擴大被阻塞的冠狀動脈,以及再灌注治療,包括植入支架和實施大量藥物。在這個過程中,3D 列印組織可以提供急需的替代品。

科林學院的一位心臟病科醫師和副教授 Gemma Figtree 解釋道,通過用一個有效的「補丁」來替換壞死的心臟肌肉,可以極大地解決他們呼吸短促的問題,提高生活質量。「僅僅在澳洲,就有 35 萬人受到心臟病的侵害,每天會有 24 人死於心臟病,因此這項 3D 列印的突破非常有意義。

除了創建可植入的心臟細胞,3D 生物列印機還可以創建特定器官用於藥物測試。也就是說,可以用病人自身的細胞創建一個迷你的心臟器官,在給病人使用藥物之前,在這個迷你的心臟器官上先測驗一下效果。Gentile 博士也稱之為驚人的發現,因為這可以讓我們在短時間發現藥物在病患身上的副作用。

當然,這項技術不會馬上引入澳洲各地的醫院,HRI 的研究人員認為這項技術在未來五到十年內才能用於病人的治療。

雖然,3D 生物列印可植入人體組織,仍然處於實驗室階段目前,但是 3D 列印已經開始應用於一些心臟手術的實踐。

據報導 香港醫生曾通過 3D 列印的模擬器官來進行術前的準備,提高手術的成功率。香港中文大學及香港大學聯手開發了一種技術,透過經病人食道超聲波造影所收集的數據進行 3D 重建,塑造出高仿真的複雜心臟結構 3D 矽膠軟體模型,協助術前規劃,為病人制訂個人化的介入治療方案。

心臟結構複雜且因人而異,進行心臟介入手術的難度因而十分高。醫護人員可能需要在手術進行期間嘗試多於一次,才能確認放置治療儀器的最佳位置,導致出現心臟手術並發症甚至手術失敗的機率增加。

醫護人員可能需要在手術進行期間嘗試多於一次,才能確認放置治療儀器的最佳位置,導致出現心臟手術並發症甚至手術失敗的機率增加。這項技術有助於醫護人員於手術進行時更準確地將儀器放入最佳位置,減低出現並發症或手術失敗的風險。

這項技術源於 2015 年的一宗複雜左心耳封堵術個案。去年,一名於香港威爾斯親王醫院接受左心耳封堵術的 78 歲女病人,術前經食道超聲波發現其左心耳呈雙葉狀,這種結構增加了封堵術的難度,醫護人員必須有相當周詳的術前規劃,以求更準確地將封堵器放入病人左心耳的兩端。

因此,團隊創新地利用 3D 列印技術來協助手術的計劃,並利用塑造出的 3D 軟體模型在術前模擬相關治療程序。術後跟進及評估顯示患者情況良好。

(本文經合作夥伴 36 氪授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈澳大利亞科學家打印出可以跳動的心臟細胞,離 3D 打印心臟的夢想又近了一步 〉。)

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