【醫(yī)療問(wèn)答】能用3D打印制造一個(gè)功能齊全的心臟嗎？

策劃：中華醫(yī)學(xué)會(huì)

審核：馮秀龍 中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 副教授

李曉倩 中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院 副研究員

目前，3D打印技術(shù)尚不足以制造功能齊全的人體心臟，但在結(jié)構(gòu)模型和功能組織的研究中已經(jīng)取得了重要進(jìn)展。科學(xué)家通過(guò)3D打印逐層構(gòu)建心臟組織，試圖模擬心臟的復(fù)雜解剖和功能。打印材料通常由患者的干細(xì)胞和生物墨水組成，以降低排斥反應(yīng)并實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)。

2019年，研究人員成功打印出世界首個(gè)由患者細(xì)胞制成的小型心臟模型，具備完整的心肌、心室和血管結(jié)構(gòu)。然而，該模型僅為真實(shí)心臟的三分之一大小，且無(wú)法跳動(dòng)，也不具備血液泵送能力。一些實(shí)驗(yàn)還嘗試打印可跳動(dòng)的心肌組織，用于修復(fù)受損的心臟部位，但這些組織僅能完成局部功能，距離完整的心臟仍有很大差距。

技術(shù)挑戰(zhàn)主要集中在兩個(gè)方面：一是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的再現(xiàn)，心臟內(nèi)的四個(gè)心腔、瓣膜和密集的微血管網(wǎng)絡(luò)需要高度精確的打印技術(shù)；二是細(xì)胞功能的整合，心臟不僅需要結(jié)構(gòu)完整，還要具備協(xié)調(diào)跳動(dòng)的能力來(lái)推動(dòng)血液循環(huán)，這遠(yuǎn)超當(dāng)前技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)。此外，打印心臟如何在人體內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)也是尚未解決的問(wèn)題。

盡管如此，科學(xué)家們對(duì)未來(lái)充滿信心。隨著生物墨水、打印技術(shù)和組織工程的不斷發(fā)展，制造完全功能性的3D打印心臟可能在未來(lái)幾十年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)，為終末期心臟病患者帶來(lái)生的希望。