3D打印心脏黑科技刷屏：干细胞开启器官制造新时代

最近，干细胞又有一项“黑科技”刷了屏：

以色列的一个科研团队，将由脂肪细胞诱导而来的干细胞制成“生物墨水”，再结合3D打印技术，制成了一颗人造心脏！

虽然这个人造心脏比真实的人类心脏小100倍，只是一个微缩原型，但这却是人类“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”。

3D技术+医疗=变革与奇迹

在一般的印象中，3D打印更多用于制造业，通过3D打印机短时间内轻松复制出复杂的外型，被称为将带来制造业革命的技术：

当然，3D打印也早就被医疗界青眼有加：3D打印在牙科的应用更是早已经风靡全球，在牙科工业造成了革命性的影响。应用最广泛的可能是骨科，现在已经有很多前沿的医院能够做到通过3D打印模拟各种骨结构进行移植，在各种复杂骨组织结构的医疗应用上也十分具有前景。

比如2014年，荷兰一家医院便3D打印出头盖骨进行移植，挽救了一位22岁的少女；2015年，我国国内也有医生为一名有严重颈椎病的患者量身制作了3D打印的椎间融合器，进而一次完成连续两个节段颈椎前路手术，成功治疗了一位险些高位截瘫的老人。

以上的3D打印材料可能更接近结构的模拟，那么，如果我们再进一步，结合3D打印技术+活的干细胞呢？如果我们除了模仿结构，还能复制出生命力呢？

就目前的研究发展轨迹来看，3D打印+干细胞的组合，可以堪称是“器官打印机”了。

3D技术+干细胞=器官打印机

干细胞是什么？在这篇文章中，Dr.博更愿意将干细胞形容为“人体细胞打印机”、“人体组织打印机”或者是“人体器官打印机”。干细胞可以分化成人体的各种细胞，组成人体的各种组织、器官……在生物3D打印技术中，它被作为“生物墨汁”，通过一系列技术引导，在生物支架上生长出成我们需要的组织器官。

脑洞大开的科学家们，利用3D打印技术，通过干细胞制成的“生物墨水”，来构架具有生命力的“人体生物结构”，这成为干细胞科技发展的一个令人心驰神往的重要应用方向——3D打印器官。

当我们拥有“器官打印机”以后，会发生什么？

试想用你自己的细胞定制出各种你自己的器官的复制体，那么这些器官可能用于药物试验，看看哪些药物或治疗方式组合针对我们自己最为有效；这些器官也可能直接用于器官移植，人们将不必再苦苦等待器官捐献，身上的器官如“老旧零件”一般可以被更换…

这一切并不是天方夜谈，这次的3D打印心脏就是一个佐证：我们离利用干细胞技术实现3D打印器官已经并没有那么遥远了。

世界各地，包括中国在内，关于器官与组织的3D打印研究也在不断地突破与进展之中：

2016年，四川华西医院将干细胞打印的3D血管成功植入了恒河猴的体内，这个新闻曾轰动一时。科研人员将间充质干细胞制成3D打印墨汁，构建出具有生物活性的人工血管，并置换了恒河猴体内的一段腹部主动脉——这可能会是全球十多亿心血管疾病患者的福音。

2017年，韩国的科研人员用3D打印技术制造出骨细胞支架，并在支架上种植干细胞，让干细胞最终形成骨髓。

2018年，爱丁堡大学的科学家结合干细胞技术与3D打印技术，成功培育出了人源3D肝脏组织。

2018年，英国的研究人员成功利用人体干细胞、胶原蛋白和海藻酸首次3D打印出角膜。给眼部疾病患者带来光明的希望。

2018年6月，广州医科大学附属第三医院开启再生医学与3D打印技术转化研究中心在骨修复方向的专门探索，有望利用病人自体干细胞进行分化，形成完全由病人自体细胞和可降解材料组成的各种组织或器官。

展望

结合干细胞的3D打印技术是医疗技术革新的热门领域，两项技术的结合可能会产生1+1＞2的效应，更将可能是人类诸多顽疾得以攻克的突破点，是组织器官临床与重建的新思路。生物3D打印技术将极大地解决全球面临的移植用组织及器官短缺的问题。通过整个行业的努力，目前已经卓有成效，虽然还有很长的路要走，但我们有理由相信组织器官的打印必定能够实现。

同时，干细胞技术多领域、多管道的飞速发展也给我们以提示：细胞资源无论对于大到国家还是小到家庭、个人，都将是越来越重要的医疗资源与健康资源。如何利用细胞资源将成为每个国家、机构、家庭、个体思考与重视的重大命题。

参考文献：

1.3D打印对牙科领域的影响——模式的转变与未来的可能性

2.3D打印技术在口腔种植领域的应用及对牙科工业发展的革命性影响 中国医疗器械信息 2015年第8期

3.3D打印血管在动物体内试验成功 CCTV13 2016

4.干细胞+3D打印新材料：让缺损骨骼组织重新“长”好-广州日报

5.3D打印干细胞技术用于组织重建的现状与思考 Organ Transplantation 2017年7月 第8卷