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世界首个3D打印软体心脏,能跳半小时

科普小知识2022-07-12 18:50:58
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世界首个3D打印软体心脏,能跳半小时

图来自:苏黎世联邦理工学院

科学家们通过3d打印技术,以硅为材料制作了一个柔软的人造心脏。人造心脏几乎可以像人的心脏一样跳动。这使我们离实现不用移植来替换受损的人类心脏又近了一步。

全世界约有2600万人患有心力衰竭,但心脏捐赠者短缺。定制人造心脏的实现将是解决这一长期问题的有价值的解决方案。

苏黎世瑞士联邦理工学院的人造心脏小组称,心脏的原型可以自然跳动半小时,然后物质开始分解。现在,研究人员正试图改进他们的新发明。

“我们的目标是开发一个与病人心脏大小大致相同的人造心脏,并希望它能尽可能完整地模拟人类心脏的功能,”研究员尼古拉斯·科恩斯说。

硅树脂心脏有一个左心室和一个右心室,就像人类的心脏一样,并且有一个额外的腔室,通过驱动外部泵作为心脏跳动的引擎。

世界首个3D打印软体心脏,能跳半小时

图来自:苏黎世联邦理工学院

制造这种心脏的想法是用压缩空气来扩张第三腔,从而让血液通过心室。为了达到研究的目的,实验液体和血液的粘度必须相同。

它重390克(13.8盎司),体积为679立方厘米(41立方英寸)。它的重量很轻,但与正常人的心脏差不多大。研究小组希望这个人造版本最终将取代现有的机械心脏泵,因为使用机械心脏总是会在体内引起并发症。

现有的机械泵正被用于帮助心力衰竭患者康复或等待心脏移植的患者。

每个硅胶心脏只能连续跳动3000次以上,而且材料的强度和心脏的性能需要显著提高。但是拥有一颗柔软的三维打印心脏,像人类的心脏一样跳动,是一个美妙而梦幻的开始。

“这只是一个可行性测试,”科恩斯说。“我们的目标不仅仅是为植入提供心脏,还要考虑人工心脏发展的新方向。”

即使最关键的器官不能被3D打印版本取代,对再生受损心脏组织的研究仍有希望。上个月,科学家发现海葵的基因编程可以开启一种用人类干细胞替代心脏组织的新方法。

此外,今年早些时候,伍斯特理工学院(WPI)的一个研究小组使用菠菜叶来生成功能性心脏组织,还配备了静脉血管来输送血液。

在我们能够真正取代或重获人类心脏之前,我们还有很长的路要走。但最令人兴奋的是,我们离目的地越来越近了。

这项研究发表在《人工器官》杂志上。

研究人员还发布了以下视频,这样你可以更直观地看到人造心脏:

蝌蚪工作人员从sciencealert编译,翻译狗Gege,转载必须授权。