全球首例3D打印“完整心脏”问世，最大好处是解决了排异问题

以色列特拉维夫大学研究人员15日宣布，他们成功以病人自身的组织为原材料，3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏，这在全球尚属首例。不过，目前制作出的3D心脏虽可以收缩，但尚未具备泵血等功能，还需进一步培养。

研究人员当天在以色列中部城市特拉维夫举行发布会，展示了这颗樱桃大小的3D心脏，并表示这是一项“重大医学突破”，为未来打印可用于移植的心脏提供了可能。

研究项目负责人、特拉维夫大学教授塔勒·德维尔说，过去研究人员只成功3D打印出没有血管的“简单”心脏，而他们此次借助病人自身的组织和血管，3D打印出了拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏。

由于3D心脏的组织和细胞来自病人自身，移植后有望显著降低受体排异反应。德维尔表示，使用患者自身组织作为“原材料”，“患者将不再需要一直等待或服用药物来防止排异反应。相反，这项技术能将患者所需的器官打印出来，且能为病人量身定做。”

另一方面，这一研究给心力衰竭患者带来“福音”。根据世界卫生组织的数据，心血管疾病是全球导致死亡的重要原因。而目前对于病情严重的病人来说，器官移植是唯一的选择。但由于捐赠者数量有限，不少患者在等待中死亡。如今，3D打印技术可能会在医学界开辟出一条新道路，为未来的器官移植铺平道路。

该过程是通过从病人身上提取脂肪组织，分离细胞和非细胞成分，然后“重新编程”成为干细胞，最后变成心脏细胞。这项研究的一份新闻稿中显示，“患者将不再需要等待移植或服用药物来防止排异反应。所需的器官将被打印出来，完全个性化地提供给每个病人。”

不过，该项目目前这还处于开发的早期阶段。研究人员只成功地用3D打印技术打印出了一颗2.5厘米的心脏，这颗小心脏还无法供人类使用，预计一个全尺寸的人类心脏，需要数十亿个细胞，可能需要一整天才能打印出来，但这并不意味着该项目没有潜力。

据该项目的负责人Tal Dvir教授建议说：“可以用这个过程来打印心脏的部分组织，并替换病变区域。”

德维尔说，希望在未来十年内，全球最好的医院都拥有人体器官3D打印机，能够常规地为患者打印器官进行移植手术。他也表示，医院可能会从比心脏更简单的器官开始。

研究人员介绍，他们首先从一名病人体内提取脂肪组织，分离出细胞和细胞外基质，再借助基因改造技术将细胞转变成干细胞，让这些干细胞分化成心肌细胞和可生成血管的细胞，然后将这些细胞与细胞外基质加工成的水凝胶混合，制成“生物墨水”，最终装入3D打印机进行打印。

当天展示的3D心脏，打印耗时约3个小时，大小约是人类心脏的百分之一。德维尔说，打印与人类心脏大小相当的心脏所需技术基本相同。

不过，目前这颗心脏并不能“正常工作”。德维尔表示，“当前，细胞可以收缩，但不具备泵血能力。”其它技术难题还包括如何制造与人体心脏同样大小的心脏；如何打印全部细小的血管。

在现阶段，特拉维夫大学研发的3D打印心脏的大小仅适合兔子。研究人员说，他们接下来将在实验室培养3D心脏，“教会”这些人造心脏如何像真正的心脏一样“工作”，希望大约一年后把打印心脏移植到动物体内进行测试。

以色列研究人员的这个突破引起了全世界的关注。等以后这种3D生物打印技术成熟了，是不是想打什么器官就可以打什么器官？心肺衰竭的患者不用再苦苦等供体？甚至，哪样器官老化了，不等衰竭就能打一个出来重新换上？

南医大二附院副院长、心血管病中心主任李庆国告诉记者，这颗小心脏确实是3D打印生物工程在心脏方面的一个突破。

李庆国告诉记者，目前临床上使用较多的3D打印，主要是基于医学影像来还原患者心脏、骨骼等病变器官的样子，使原本平面的医学检查立体化，让病人和医生更为直观地观察与沟通，并根据模型反映的实际情况量身定做手术方案，保证手术精度。这其实是比较简单的技术。

真正3D打印出器官，包括器官的再生、再造，都是医疗前沿关注的问题，近年来全世界不少科研机构也不断有好消息传出来，但仍然有生物数据处理、生物材料的选择、打印设备研发、打印后活体组织存活等很多技采用自体组织“打印”器官后植入人体，最大的好处是解决了供体短缺和排异的问题。李庆国表示，这次3D打印出了一颗完整的心脏，是一个突破，但也只是开了个头。目前这颗“心”太小了，有结构而没有功能，还没办法承担起心脏的责任。以后即使打印出了和正常心脏一样大的人工心脏，还需要一系列严谨的实验来证明其安全性，人类离使用“人造器官”，还有很长一段路要走。伴随人造器官而来的伦理问题，也需要进一步被讨论。