據(jù)美國《每日科學》網(wǎng)站近日報道，美國研究人員在《科學》雜志上撰文稱，他們利用懸浮水凝膠自由形式可逆嵌入（FRESH）技術，成功利用膠原蛋白3D打印了功能性心臟部件。這項突破性技術使3D 打印全尺寸成人心臟又近了一步。
所有人體器官，包括心臟，都建立在稱為細胞外基質(zhì)（ECM）的生物支架上。過去，科學家曾嘗試打印ECM，但受到組織還原程度和精度較低的限制。
膠原蛋白存在于人體所有組織中，是3D打印的理想生物材料。但它一開始是液體，在3D 打印過程中變成果凍狀凝膠。
研究人員開發(fā)了FRESH 技術來防止其變形。 FRESH讓膠原蛋白在凝膠支撐罐中逐層堆疊，然后從室溫加熱到體溫，使支撐罐融化，獲得完整的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)細至20 微米，可以嵌入活細胞和毛細血管中。使用這種方法，可以設計和打印各種尺寸的人體心臟部件，從毛細血管到整個器官。
研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)RESH 3D 生物打印心臟準確地再現(xiàn)了微型計算機斷層掃描確定的患者特定解剖結(jié)構(gòu)。打印的人類心肌細胞的心室顯示出同步收縮、定向動作電位傳播以及在峰值收縮期間壁增厚高達14%。
研究人員還表示，新技術創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)可以大大提高細胞活力并促進新血管的形成。從長遠來看，這項技術將來有可能用于打印心臟或其他器官。世界各地有數(shù)百萬人需要心臟移植。
當然，實現(xiàn)這一目標面臨許多挑戰(zhàn)，包括：生成生物打印大型組織所需的數(shù)十億個細胞；并遵守在動物和最終人類身上進行測試的監(jiān)管程序。
