3D打印出的心臟肌泵功能正常

　　美國明尼蘇達大學(xué)研究人員在最新一期《循環(huán)研究》雜志上發(fā)表報告稱(chēng)，他們在實(shí)驗室中用人類(lèi)細胞3D打印出了功能正常的厘米級人體心臟肌泵模型。研究人員稱(chēng)，這種能夠發(fā)揮正常功能的心臟肌泵模型系統對于心臟病研究來(lái)說(shuō)具有重要意義，而他們的成果向制造人類(lèi)心臟這樣的大型腔室模型邁出了關(guān)鍵一步。

　　使用3D生物打印技術(shù)制造類(lèi)人體器官組織，是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。此前，明尼蘇達大學(xué)研究人員曾嘗試利用人類(lèi)誘導多能干細胞來(lái)打印心臟肌泵模型。他們將多能干細胞重新編程為心肌細胞，然后使用專(zhuān)門(mén)的3D打印機在三維結構中打印它們。由于不能達到使心肌細胞真正發(fā)揮作用的臨界細胞密度，他們一直未能創(chuàng )建出具有正常功能的心臟肌泵模型。

　　此次，研究人員嘗試了一種新方法。他們優(yōu)化了由細胞外基質(zhì)蛋白制成的專(zhuān)用生物墨水，使其能夠促進(jìn)人類(lèi)誘導多能干細胞增殖和心肌細胞分化，然后將這種生物墨水與人類(lèi)誘導多能干細胞混合在一起，使用專(zhuān)門(mén)的3D打印機打印出類(lèi)心臟腔室的有孔結構。干細胞首先會(huì )在該結構中擴增，不斷提高細胞密度，然后再原位分化為心肌細胞。利用這種方法，研究人員在不到一個(gè)月的時(shí)間內實(shí)現了提高心肌細胞密度的目標，從而使心臟肌泵模型具有了正常的心肌功能，能夠像人的心臟一樣跳動(dòng)。

　　這一心肌模型長(cháng)約1.5厘米，是研究人員專(zhuān)門(mén)設計的。這樣的尺度很適合小鼠模型，可被放置于小鼠腹腔，用于進(jìn)行相關(guān)研究。

　　研究人員指出，具有正常功能的心臟肌泵模型系統對于心臟病研究具有重要意義，他們的成果可能會(huì )對心臟研究產(chǎn)生變革性的影響。新模型會(huì )成為研究心臟功能的寶貴工具，用于追蹤心臟結構在細胞和分子水平上的變化，研究心臟病藥物和療法的效果。