美國卡內基 梅隆大學(Carnegie Mellon University)的科學家用生物材料打印出世界上第一個實物尺寸的心臟,是外科醫生用於練習心臟手術的理想工具,也是最終打印可移植心臟的最終目標道路上一項重要的里程碑。

研究負責人生物醫學教授芬伯格(Adam Feinberg)說,這項技術填補了外科醫生和手術室對軟件聚合物三維打印的空白。目前的技術和使用的材料打印出來的軟件器官無法提供真實器官擁有的支撐度。

這項新技術用一缸軟件水凝膠作為打印過程中提供支撐的支架,打印針把生物墨水注入水凝膠。等打印完畢,只需稍微加熱,水凝膠即可融化,相當於拆除支架,剩下完全由生物墨水打印的成品。

芬伯格說,這項為期兩年的研究突破的困難在於,以前打印這類軟件材料的打印機,無法打印實物心臟這樣尺寸的物體。研究組把原來的打印機客製化後才能完成這個任務,還要配合軟件的修改,使之與打印機同步工作。

現在很多醫院也有能夠打印大型物體的三維打印機,比如可以打印人體模型,供醫生作為手術前的演練以及和病人講解手術過程所使用的工具。但是這些打印機使用的材料是硬塑膠,無法打印人體器官這樣嬌嫩的組織。

這個領域目前還是空白。醫生需要實物尺寸的模型為複雜的心臟手術進行準備。這項新技術打印出來的心臟,進行切割、縫線的操作都和真實的心臟差不多,可以幫助醫生和助手練習操作技能。芬伯格說,這項成果是在將來造出真實人體器官這個終極目標道路上邁出的重要一步。

這份研究近期發表在美國化學協會(ACS) 的《生物材料科學與工程》(Biomaterials Science and Engineering)期刊上。◇