全球首颗 3D 打印心脏问世，歪果仁真要逆天改命？

" 只有通过一种方式才能征服死亡：抢在死亡之前改变世界。"

大家对 " 心血管疾病 " 的态度虽然没有像癌症和 AIDS 那样谈及色变，但也相差不远，心脏作为人体最重要的器官之一，复杂程度难以想象，一旦出现病症，常规治疗手段很难产生效用。

迄今为止，人类治疗心脏衰竭患者的方法仅有：心脏移植。但这件事困难太多：手术难度高、术后排异反应激烈，以及寻找供体 …

但最近生物医学 科技 领域有了一次全新突破：以色列特拉维夫大学宣布成功用人体细胞制造出世界上首颗 3D 打印心脏。

所以 … 这将是人类器官移植的 " 新姿势 "？

有血有肉还会跳

精彩视频戳这里▲

从视频中看，这颗心脏大约 2cm 大，上面可以清晰的看到主血管等器官，你们可不要认为这是个模型，事实上这就是一颗货真价实的 " 微缩版 " 人类心脏。

它的特殊之处在于：不仅作为第一颗具备细胞和血管的人工心脏，而且完善了心室和心房等器官结构、甚至能跳动 …

总之从理论上它可以支持其载体的正常生理活动，只不过这个 " 人 " 大概是咚塔塔族的。

值得一提的是，制作这颗心脏的材料，全部来源于某位心脏衰竭患者自身的体细胞，这意味着如果在未来能够成功用 3D 打印出适用于人类的器官，那么经过移植手术之后病患发生排异反应的概率将无限趋于 0…

虽然这并不是人类第一次人工培养器官，但想要制作一颗完全匹配病患的免疫学、细胞、生物基因等特性的心脏，目前来看，也只有通过这种方式才有一点实现的可能。

像打印机那样？那你错了

从视频过程中看好像很容易，就像制作一个精美的玩具，但实际上其难度高到难以想象。

从特拉维夫大学在《Advanced Science》发表的论文看，研究团队主要从患者体内提取了网膜组织细胞（人类器官外部的一层 " 保护膜 "），并将该细胞和基质（也称作细胞溶胶，细胞质中胶态的基底物质）分离，然后将后者加工成水凝胶（亲水的高分子聚合物）。

a 是刚刚剥离出的网膜组织，b 基质，c 水凝胶（3D 打印过程中的油墨）

将细胞重编程为多能细胞，然后分化成心肌细胞和内皮细胞，然后封装在水凝胶中以产生用于印刷的生物链。

在准备好打印所需的 " 原材料 " 之后，研究人员就开始了对患者进行心脏建模的过程。

根据原文表述，他们对患者心脏进行了全面的 CT 扫描，由此识别患者心室中主要血管的 3D 结构。之后研究员们借助 CAD 软件，重现该患者的心肌尺寸和形状。

那么问题来了，CT 这玩意儿扫不出心脏内部的小型血管 … 所以后续还要借助数学模型，将较小的血管添加到基本脉络系统设计中，并且还能基于某种定律计算出心脏中最适宜的血氧浓度。

" 钙瞬变 " 图，成功触及到极果君知识盲区

第三，也是最重要的一步：如何保证 3D 打印心脏的功能和耐用性。研究人员们通过测量该器官组织中的钙瞬变，来评估这颗人造心脏的实际功能。（钙瞬变是心肌细胞膜上的瞬时性反应，和心脏正常的收缩功能紧密相关）

血管材料详解图

在保证人工心脏对人体无害的情况下，特拉维夫大学团队开发出一种完全透明且对细胞无损伤的藻酸盐微粒，它能够在各种温度下进行自由形态的印刷和固化，并能通过化学降解提取出来用以维持细胞存活 …

心脏材料详解图

这些都是目前科技能达到的部分，至于心脏中的 " 不可知之地 "… 估计他们只能靠想象了。这也没啥大不了，极果君很理解，毕竟人力有时尽，我国老祖宗们早都下过结论：" 尽人事，听天命。"

别问。用了就富贵在天。

为什么要做人工心脏？

如题。

关于这个问题的解答，极果君决定换种角度，和大家聊聊 3D 打印心脏和传统心脏移植相比的优势：

首先，患者不必经过漫长的等待。事实上目前有没有合适的心脏器官供体，主要还是依靠某种 " 玄之又玄 " 的定理：看命。

心脏器官不像眼角膜，如果要保证受植病人足够长的存活时间，年轻健康的心脏也非常重要，但 … 真的太少了。

我们知道，世界上第一例心脏移植手术在 1967 年开始，直到 1994 年国际心脏移植协会的登记，在 257 个移植中心里心脏移植手术累计超过 30200 例。（互动百科）

至 1999 年 4 月为止，全球 304 个医疗中心完成心脏移植手术 48841 例。（百度百科）

乍一听好像很多，然而需要心脏移植的患者有多少呢？在全球范围内，大约逾 2000 万人需要健康的供体来源才有希望维持生命。（来源：知乎）

可以说全世界目前需要器官移植的人数远远大于捐献数，利用 3D 打印技术，就有希望实现人造器官的订制生产，更好地满足病人器官移植需求。

第二个优势：这种 " 自给自足 " 移植方式，能解除传统术后免疫排斥的问题。

目前接受心脏移植手术的患者，在术后需要终生服用抗排斥药物，用来抑制自身免疫系统对外来 " 入侵 " 的抗拒。即使将供体的器官和骨髓一同移植到病患身上，也只能从理论上减轻病患的痛苦 …

而根据网上资料表示，术后 30 天内死亡主要原因是感染、移植物衰竭；一年内死亡的主要原因是感染、移植物衰竭和急性排斥反应；一年之后的主要死因则是由慢性排异反应导致的冠脉硬化等疾病造成。（来源：知乎）

所以这次科研成果不仅有希望能做出和人体完全匹配的健康内脏，而且和此前使用人造合成材料的（辅助）器官都不相同，不会对人体带来不可逆的伤害。

换句话说，我们有可能迎来一个人体移植的新黎明？尽管这距离真正的人工心脏诞生还有漫长的道路要走，甚至连世界顶尖的研究人员们也无法确定究竟能不能成功（虽然他们表态说有戏）…

命运应该掌握在自己手中

但一切正如极果君在文章开篇引用叙利亚诗人阿多尼斯的诗文一样，人类无法逆转死亡，但我们能做的还有很多。

【来源：极果】