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首次成功设计并打印出一个具有细胞、血管、心室和心房的心脏

来源:互联网 | 2019-04-17 13:14:37 | 人气: 次    

看世界导读: 以色列是一个不折不扣的“立异之国”。位于中东,饱受烽烟冲突的以色列其国土面积虽不如北京与上海的总和,人口也只需区区800万,却现已诞生了10多位诺奖得主。今日,来

以色列是一个不折不扣的“立异之国”。位于中东,饱受烽烟冲突的以色列其国土面积虽不如北京与上海的总和,人口也只需区区800万,却现已诞生了10多位诺奖得主。isC看世界

今日,来自以色列特拉维夫大学的科学家们又给我们带来了一项打破。一支科研团队用人类的脂肪组织,通过一系列独特的操作,毕竟成功3D打印出了一颗“人工心脏”。它虽然只是一个微缩版的原型,却是人类“初度成功规划并打印出一个具有细胞、血管、心室和心房的心脏”。isC看世界

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▲3D打印心脏,以色列科学家带来了新打破(图片来历:参考材料[1])isC看世界

这颗心脏可以说是生物学、材料学、核算机科学等许多学科联合带来的科学打破。具体来看,研讨人员们先从一些患者的体内取出了一些脂肪组织,然后将其“细胞”与“非细胞”的成分进行分别。这些细胞随后被用来诱导发作多能干细胞,而胶原蛋白和糖蛋白等非细胞成分则用来组成“个体化凝胶”,来充当3D打印的“墨水”。isC看世界

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▲简略几步处理,脂肪变成了打印心脏的“墨水”(图片来历:参考材料[1])isC看世界

研讨人员们发现,本身材料组成的凝胶给干细胞供应了出色的发育环境。在这些凝胶里,干细胞能高效分化成心脏细胞和内皮细胞。由于一切的材料都来自患者本身,这些细胞发作的组织能有效地避免异体器官移植中的架空问题。isC看世界

“生物材料的兼容性是消除移植架空问题的要害,这些问题可能会危害移植的成功,”本研讨的通讯作者Tal Dvir教授说道:“志向情况下,生物材料应该与患者本身的组织有相同的生化、机械、以及拓扑性质。”isC看世界

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▲研讨人员们用核算机模拟了小血管网络(图片来历:参考材料[1])isC看世界

成功分化细胞之后,研讨人员们进一步初步用这一方法“3D打印”心脏组织和器官。运用CT扫描技术,他们勾勒出了心脏的大体结构,这包含了心脏的形状,心房心室的标准,以及首要血管的走向。关于CT扫描无法获取的小血管网络结构,研讨人员们又运用了数学模型,核算不同区域的氧消耗,合理分配血管的走向。在核算机的辅佐下,我们获得了更为无缺的血管网络结构,用于实践的打印。isC看世界

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▲3D打印心脏的全过程(图片来历:参考材料[1])isC看世界

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▲往3D打印的心脏里打针染料查询结构(图片来历:参考材料[1])isC看世界

万事俱备之后,他们成功打印出了一个“人工心脏”。限于现在的技术,研讨人员们打印出来的还只是一个“迷你版”,标准只需樱桃相同大,差不多是兔子心脏的大小。这颗心脏带有心脏细胞和血管,结构无缺。现在,这颗心脏里的细胞可以出现缩短,但尚不能像正常心脏一般搏动泵血。这也是研讨人员们下一步的主攻方向。isC看世界

按计划,他们想在1年多后打开动物实验,研讨这种人工心脏用于器官移植的可行性。现在,心血管疾病是人类的第一杀手,而心脏移植是病情严重患者几乎仅有的选择。由于迟迟没有适合的器官,许多患者只能在等候中,迎来生命的结束。假设这一技术真的能用于人类器官移植,无疑是一大喜讯。isC看世界

“可能在10年里,全世界最好的医院里就能出现器官打印机。” Dvir教授豁达地估计道。我们等候提早看到梦想成真的那一天!isC看世界

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