3D生物打印器官，尤其是打印心臟，正在為全世界的研究人員和醫療專業人員提供幫助。 盡管目前看來還不是很現實，但該領域非常有前景。 接下來，筆者將為您介紹一下2018年最具潛力的3D打印——打印心臟項目。

       一、生物打印

       3D生物打印是使用增材制造技術，將細胞，化合物和生物材料結合在一起，形成醫療和組織工程中使用的組織樣結構。與使用細絲或塑料的傳統FDM 3D打印機不同，生物3D打印機使用“bioink”，它是生物材料和細胞的混合物。

       可以想象，這項技術對于醫療行業來說非常重要，其主要用途是可以挽救數百萬需要更換器官，或需要移植的患者的生命。據統計，美國每天約有20人因為沒有器官更換而死亡。更糟糕的是，有些更換的器官因為身體機能的排斥情況，也可能面臨著移植的失敗。因此，如果能夠使用患者自己的細胞3D打印人造器官，就可以消除移植行業中這種主要缺陷。

       二、Biolife4D成功展示了人體心臟組織的實際生物打印

       今年，總部位于芝加哥的Biolife4D公司成功展示了人體心臟組織的實際生物打印。

       他們的過程始于磁共振成像程序，用于創建患者心臟的3D圖像。接下來就是設計新心臟的數字模型，以匹配原始的形狀和大小。

       使用心臟細胞結合營養素和其他生物材料創建bioink。這些心臟細胞來自患者自己通過血液樣本。來自血液的細胞實際上被重新編程以產生專門誘導的多能干細胞，然后可以將其轉化以產生心臟細胞。

       最后，3D生物打印機打印心臟組織，然后在生物反應器中成熟，使其準備移植。

       請記住，整個過程目前是公司希望實現的目標。目前，他們已經能夠成功地打印出一塊血管化和導電的心臟組織。這意味著心臟組織的碎片具有血液流動并且可以像真正的心臟一樣收縮。該公司的下一個里程碑是創建替代心臟瓣膜，小直徑血管移植物和微型3D打印心臟 （大約相當于鼠標心臟的大小 ） 然后再轉移到人類身上。

       三、維克森林再生醫學研究所

       維克森林再生醫學研究所所長Anthony Atala博士是3D生物打印領域的一個重要名稱。 他的團隊已經成功地將膀胱移植到活體患者體內。 在2018年4月，他們進一步發表了一篇論文，描述了他們如何使用大鼠心臟細胞進行3D生物打印功能和收縮心臟組織。

       將細胞懸浮在bioink中并印刷成精確的結構。 這允許心臟細胞排列成類似于人心臟組織的有組織結構。 Atala博士及其同事甚至能夠測試腎上腺素的影響，腎上腺素會增加心率，而卡巴膽堿會降低心率。 他們發現這兩種藥物都會導致預期的心率變化。

       然而，就像Biolife4D的心臟補丁一樣，在我們開始使用全尺寸功能性和血管化3D打印心臟之前，還有很多工作要做。

    四、人造硅膠心臟

      雖然沒有生物打印，但在2017年，來自瑞士的一組研究人員發表了一篇論文，描述了在硅膠中3D打印的全功能跳動心臟的發展。 他們的工作大致與人類心臟大小相同，并模仿相同的功能，展示了我們如何在不需要移植的情況下快速接近更換心臟的能力。

       就像真正的人類心臟一樣，這種硅膠版本具有左右心室以及通過加壓空氣驅動泵送動作的腔室。 這個使用3D打印機制作的心臟由于材料降解和減弱，持續了大約30分鐘或3,000次。