医学史上的7月17日:首次应用3D打印技术制造出柔性人造心脏

2020
07/17

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五号医生吴昊
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医学史上的7月17日

2017年07月17日,苏黎世联邦大学(Swiss Federal Institute of Technology Zurich)的科研人员应用3D打印技术制造出柔性人造心脏。

此次制造的柔性心脏在形状、大小以及功能都与真人心脏高度相似。如同莱特兄弟首次飞离地面只有1米多一样,虽然这种柔性人造心脏仍处于概念测试阶段,不能用于移植,但它为人造心脏的研究提供了新思路。

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柔性心脏的研究者之一尼古拉斯·科尔斯等在新一期美国《人造器官》期刊上报告说,这颗心脏使用特制的柔软硅胶为材料,通过3D打印和失蜡法制作而成,重390g,容积679毫升。它是一个内部结构复杂的硅胶整体,包含同人体心脏一样的右心室、左心室,和室中隔。还有类似肌肉的功能,能像人的心脏一样泵出血液。

但这个泵由机械部件来实现,不可避免带来一些机械故障的风险。尼古拉斯·科尔斯说,他们的最终目标是开发出与被移植患者心脏大致相同的人造心脏,尽可能地模仿人体心脏的形态和工作方式。

由于材料承受能力有限,这个人造心脏只能持续跳动约3000次,即工作30-45分钟。不能作为植入使用,但相信随着科技的发展,合适的新材料一定会被研究出来。

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另一方面,3D生物打印技术到2010年已逐渐成型,美国3D打印巨头Organovo公司推出了可以制造用于科学研究的生物组织(器官)的3D生物打印机。2014年11月,Organovo推出了专门用于临床药物测试的3D打印人体肝脏组织。2019年4月15日,以色列特拉维夫大学的一个研究小组宣布,在3D打印技术的帮助下,他们使用人体生物组织制造出全球首颗完整心脏。虽然这颗心脏的大小与一颗兔子心脏长度相仿,只有2.5厘米,但它拥有完整的细胞结构和血管、心腔。可谓麻雀虽小,五应俱全。

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从贾维克—7型人造机械心脏的研发(咱们医学史系列之前提到过)到硅胶柔性心脏,再到今天得生物组织心脏,相信随着科学的进步,人类终将制造出理想的、可以安全使用、排斥反应小的人造心脏。

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关键词:
医学史,制造,心脏

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