哈佛大学开发出3D打印心脏新技术,制造功能性心脏组织 

3D打印应用 /[医疗]
发布时间: 2022-06-10 17:57
2022年6月10日,资源库获悉,来自哈佛大学威斯研究所的科学家开发了一套新的心脏工程技术。该技术模拟了心脏收缩元件的复杂排列,同时产生足够厚的组织,以用于再生心脏治疗。
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该方案是建立在其SWIFT生物打印平台基础上,该平台有1050个孔,每个孔包含两个微柱。研究人员通过含有人类成纤维细胞和细胞外基质 (ECM) 蛋白胶原蛋白的混合物将hiPSCs-CMs接种到孔中,形成预组装心脏器官构件(OBB),然后将OBB从微柱上取下并用作制造致密生物墨水的原料,并在打印过程中利用3D打印机头的运动进行进一步的对齐。

经过实验,该团队能够打印出具有与实际人类心肌层相似的复杂多变排列的心脏组织薄片,这也将有可能为3D打印心脏组织替代物铺平道路。

为了测试打印的心脏结构的收缩特征,研究人员还打印了连接两个大柱的大长丝,测量后发现长丝产生的收缩力和收缩速度在 7 天内有所增加,这表明心脏细丝能够不断成熟为真正的肌肉状细丝。
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也意味着这能够有效地模拟心脏收缩系统在从单个细胞到由多层组成的较厚心脏组织的整个层次结构中的排列,对于生成用于替代治疗的功能性心脏组织至关重要。

未来借助这项技术,它可以用来生成更多的生理疾病模型,并创建高度结构化的心肌贴片,就像乐高积木一样,可以匹配并用于替换心脏病发作后患者特定的疤痕。
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同样,它们可以被定制以修补患有先天性心脏缺陷的新生儿心脏中特定于患者的漏洞。并且这些贴片也可以随着孩子的成长而发展,而不必随着孩子的成长而更换。

而在哈佛大学的这次研究之前,2019年,以色列研究人员就创造了世界上第一颗具备细胞和血管的3D打印心脏。
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研究人员从患者身上采集了脂肪组织,并且将其中的细胞和非细胞物质分离开来。分离出的细胞随后与特制的打印材料混合到一起,打印出适合患者的心脏组织。

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