万众期待的《复联4》即将上映,预售的天价票也一度占据热搜;与此同时,《权力的游戏》终季开播,于是另一个有趣的话题就是:究竟这个4月,哪位史塔克能活下来?
俗话说,剧透狗不得house!身为一个负责任的小编,决定探讨一下尼尼﹒史塔克的存活机率。(哈哈哈哈,与剧透无关!求放过!)
我们知道尼尼的人设就是心脏部位中弹,弹片不能取出,他后来的生龙活虎完全得益于随时驱动电磁吸附弹片、避免心脏进一步受损的人工器官——“方舟反应炉”。
(图片来自网络,侵删)
而现实中,脱离了“钢铁侠”天马行空的剧情人设后,器官移植手术中等待救助的患者与器官捐献供体缺乏的巨大矛盾正是当今医学界不可回避的难题。于是,以完美的“人工器官”来代替受损的人体器官组织执行正常的生理功能,一直是科学家们梦寐以求寻求突破的研究热点。
今天,我们就来聊聊上周才发表在《Advanced Science》上的一篇3D打印人工心脏的研究!
3D打印,简单说就是像打印机在纸上打字那样来制造物品。打印机打字,就是把墨水一排一排地喷到白纸上,形成完整的2D图案。而3D打印,就是用特定的材料作为墨水,将其按照事先设定好的程序一层一层地叠加积累,最终形成3D的结构。自其问世以来,3D打印就一直是各行各业非常青睐的尖端技术,小到仿真人偶,大到汽车车架,无不以能够3D打印为荣,一时风头无两。然而在医疗领域,目前还只有人工骨骼能够实现3D打印,万众期待的3D打印人工器官还只是停留在构想阶段。
近日,以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)报道了世界上首个“完整”的3D打印人工心脏,总算让人们再次看到了3D打印人工器官的新曙光。
3D打印人工器官,相当于要凭空制造出一个和人体一模一样的器官出来,最终实现可以移植到人体内正常使用的目的。所以这就决定了要干成这件事需要解决2个大问题:①组成器官的材料——包括细胞和支架——从哪里来?②这些材料还不能引起排异反应。
而这两个问题也一直是3D打印人工器官的瓶颈。
这一次,妄图凌驾造物主的科学家们居然想了个一举两得的妙招,成功地同时解决了这两个问题:
(1)对于原材料的选择,他们把目光瞄准了大网膜脂肪组织——放在猪身上来说,也就是常用来熬油的猪网油。
(猪网油 图片来自网络,侵删)
当然,在这次的科学研究中采用的是人体大网膜脂肪组织。首先,大网膜脂肪组织中,除了大量储存油脂的脂肪细胞以外,还存在许多有分裂活性的细胞,他们把这些细胞分离出来,将其诱导为具有分化潜力的多能干细胞,接着再分别诱导分化成心肌细胞和形成血管的内皮细胞。这不!用来制造人工心脏的细胞就有了。
不过光有细胞,就像一盘散沙,是拼不出心脏来的,还需要像果冻一样的凝胶材料把这些细胞粘合、支持起来。
诶!等等,我们来看看之前的大网膜脂肪组织在去掉其中的细胞后的样子:
(大网膜脂肪组织脱细胞前后对比,图片来自参考文献)
右边这块长得像海绵宝宝一样的东西,对比一下前面那幅大网膜脂肪组织原图,就是脂肪组织去除细胞后完全由天然胶原蛋白形成的网络结构,用来做细胞的支架再合适不过了。简直就是物归原主,不过是将细胞改良(诱导分化成心肌细胞和内皮细胞)后再放回它的原本所在之处而已。
科学家们把上面诱导产生的心肌细胞和内皮细胞接种在这种胶原支架材料里面,就得到了用于3D打印人工心脏的“墨水”。这种方法最大的优点就在于,所有原材料都取自人体本身,也就是说,对于每一个需要替换心脏的患者,都可以取用他自己的脂肪组织,量身定做专属的人工心脏,绝对不存在排异反应!
接下来用3D打印技术制造完整的心脏,就是打印机的工作了。让我们好好欣赏一下世界上第一个3D打印人工心脏的诞生吧:
这个人工心脏不仅具有组成天然心脏的两大组织——心肌层和血管,并且还具有心房、心室的精细结构。更厉害的是,上面的血管可以像正常血管一样形成血液的流通,心肌细胞还能收缩跳动!
不过目前制造出来的这个人工心脏还只有兔子心脏的大小,要制备合适人体大小的心脏还需要继续努力;而且这颗打印出来的心脏,其心肌细胞的收缩跳动还只是杂乱无规律的,不能形成协同有效的心脏搏动,无法像一颗健康心脏一样整体协同工作。所以这项研究的研究者Dvir教授说,接下来的工作,他们将着力解决以上这两个问题,并将它用于动物模型展开相应研究,最终达到让3D打印人工心脏真正走向临床的目的。
所以!究竟《复联4》和《权游》里谁活下来了?谁又登上了王座呢?
联系客服