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第一颗3D打印完整心脏在中国获百万大奖,离应用还有多远?

发布时间:2019-11-19   点击量:94

导语:用患者自己的细胞和生物材料“打印”了世界上第一个 3D 血管化心脏,这是第一次有人成功设计和“打印”了充满细胞、血管、心室的完整心脏。

      2019年11月17日,近日,全球首个智慧生活创想者大奖——SEED AWARD 2019在深圳揭晓,来自以色列的3D打印心脏项目从1300多件参赛创意项目中脱颖而出,夺得百万现金大奖,该项目通过采用革命性的3D打印技术,打印出了全球第一个能解决排斥反应的心脏。

    今年4月份,中央电视台曾经报道过这项3D打印心脏技术。

    除了百万大奖,SEED AWARD还评选出3个Talent Prize(卓越奖),分别是通过提供生物电信号的AI应用方案来用于手语翻译的“诺百爱”、可缓解慢性神经疼痛的可穿戴设备的Sana Health、生产电力驱动飞机的Ampaire ,他们将各获得20万元的奖励。

     从今年五月份开启大赛至今,来自全球的创想者们,带着他们用科技创新改变生活的前沿项目同台交锋,最终十强登上全球总决选的舞台。这些项目涵盖医疗健康、指挥交通、智能硬件等多个领域,并涉及到AI、物联网、生物科技等前沿技术,代表着新一轮产业革命中的先锋力量。

     特拉维夫大学的研究人员使用患者自己的细胞和生物材料“打印”了世界上第一个 3D 血管化心脏,这是第一次有人成功设计和“打印”了充满细胞、血管、心室的完整心脏。在这之前,再生医学领域的科学家只能通过 3D 技术打印出没有血管的简单组织,以促进心脏更完全地愈合。


就原理来看,3D打印活体心脏过程:


● 从患者的脂肪组织中分离出细胞和α-细胞材料;

 脂肪细胞被转化为胚胎干细胞;

 胚胎干细胞分化为心脏或内皮细胞等细胞类型;

 使用胶原蛋白和糖蛋白等材料,制作水凝胶,3D打印出可降解的生物支架或骨架上,这个支架像心脏的形状;

 把分化好的细胞,培养进入支架相应的部位,变成一个生物心脏;

 3D打印过程大约需要3-4个小时。

 


 3D打印的微型心脏原理及结构


    虽然目前打印的器官还只有兔子心脏大小,但它拥有与人类心脏相同的腔室和血管,后续可以利用相同的过程创建真正的人类心脏。而这次使用患者自己“原生”的生物材料,消除了植入物被免疫系统排斥的风险,也是研究成功至关重要和创新的一点。目前还存在着很多艰难的挑战,这颗“打印心脏”也需要进行进一步的研发,比如抽水能力、搏动泵血与身体的协作能力等等。


 ▲世界首个解决排异问题的3D打印心脏

    据世卫组织(WTO)数据,心血管疾病是全球造成死亡最多的病因,而心脏移植是目前终末期心力衰竭患者唯一可用的治疗方法,但心脏捐献者严重短缺,导致大量患者等不到心脏移植而死亡。这次的成果意味着,心脏移植将能够人工完成。

    这是一项重大的技术突破,然而距离真正的植入人体,仍然需要时间。一方面技术还要进步,把兔子大小的心脏变成人体大小的心脏;第二方面,要有人体心脏完整的功能;第三方面还需要获得临床试验的批准。

    非常期待这一天尽快到来。


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