一个研究团队由波士顿大学已经使用3D打印技术来开发人类心脏的微型复制品 - 它像真实的东西一样跳动。
命名为心脏微型化精确的单向微流体泵（又名Minipump），该设备是使用干细胞衍生的人心脏细胞和微尺度3D印刷丙烯酸零件的组合而创建的。微型木材的行为像真正的心脏室一样，不依赖于任何外部力量来源，而是由于其活组织而自行跳动。
The researchers believe their heart chamber replica could serve as a testbed to study how the organ works in the human body. It can be used to track how the heart grows in an embryo, how heart tissue is affected by diseases, and how effective new medications are in treating said diseases, all without the need for human testing.
波士顿大学工程学院教授爱丽丝·怀特（Alice White）说：“我们可以以前所未有的方式研究疾病进展。”“我们之所以选择在心脏组织上工作，是因为它特别复杂，但是我们表明，当您使用纳米技术并将其与组织工程结合在一起时，有可能为多个器官复制它。”
学习心脏的挑战
根据疾病控制与预防中心的说法心脏病是死亡的主要原因for both men and women in the US, with around 659,000 mortalities every year. That’s one in four deaths. As such, there’s an urgent need to study the vital organ.
但是，由于其在人体中无法访问的位置，心脏是一件棘手的事情，因为它不能仅仅在一时兴起就可以去除，检查和更换。为了解决这个问题，研究人员尝试了几种替代方法：他们已经通过尸体心脏手动泵入血液，并且已经装载了实验室成长的心脏组织以使其扩展和收缩。不幸的是，我们尚未找到合适的栩栩如生的代理，因为复活的心无法无限期地击败，弹簧不会像真正的肌肉纤维那样收缩。
通过Minipump等创新，研究人员最终可以模仿和研究诸如高血压和瓣膜疾病之类的疾病。预计该设备还将简化即将到来的药物的药物开发过程，从而实现基于实验室的测试，以代替昂贵和乏味的人类试验。
微型木材是如何发展的？
Minipump仅测量三平方英厘米，并采用丙烯酸支架3D，使用两光子直接激光写作打印，这是一种非常精确的Micro-SLA形式。开放和接近的微小丙烯酸阀可控制流体的流动，而微型管则充当动脉和静脉。为了使设备进行节拍，研究人员还整合了称为心肌细胞的心肌细胞，这些细胞与多能干细胞区分开。
使Minipump如此小的决定是故意的，因为3D打印的丙烯酸支架必须足够强大以支撑结构，但足够稀薄，可以随着收缩的心脏组织弯曲和移动。
白色补充说：“结构元素非常好，以至于通常会僵硬的东西是灵活的。”“类比，考虑一下光纤：玻璃窗非常僵硬，但是您可以将玻璃光纤包裹在手指上。丙烯酸可能非常僵硬，但是在微型蛋白酶中涉及的量表上，丙烯酸支架能够被跳动的心肌细胞压缩。”
就下一步而言，Minipump研究团队旨在完善技术并找到可靠的制造方法。最终，这项工作还可以应用于可能固定心脏中缺陷以及其他器官（例如肝脏）的可植入贴片。
该项目正在作为细胞仪，由波士顿大学领导的细胞超材料联合国家科学基金会工程研究中心。该中心的最终目标是创建能够再生患病人类心脏组织的设备。
我们以前见过的人类心脏复制品和模型的3D打印。就在上个月，来自慕尼黑技术大学（TUM）和西澳大利亚大学发达由患者自己的细胞制成的3D印刷人造心脏瓣膜随着个人的年龄增长。该方法希望克服传统的假体心脏瓣膜的缺点，后者只持续数年，因此需要多次替换手术。
Elsewhere, researchers from theChinese Academy of Sciences(CAS) recently converted a six-axis robotic arm into a 3D bioprinter and used it to制造一个复杂形的血管支架。3D印刷的血管组织保持活跃并殴打六个月，并且可以证明一种可行的生物打印功能组织和器官的方法。
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特色图像显示了在实验室拍摄的微型蛋白机的侧视图像。通过杰基·里卡迪（Jackie Ricciardi）的照片。
