《世界首个3D打印柔性心脏诞生》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 黄翠
  • 发布时间:2017-07-25
  • 瑞士科研人员近日借助3D打印技术,制造出了全球首个形状、大小以及功能都与真人心脏高度相似的柔性心脏。虽然这种人造心脏仍处于概念性测试阶段,还不能用于移植,但为相关研究提供了新思路。

    苏黎世联邦理工大学的尼古拉斯·科尔斯等人在新一期美国《人造器官》期刊上报告说,这种人造心脏使用柔软硅胶材料,由3D打印和失蜡铸造技术制作而成,它重390克,容积679立方厘米。

    新型人造心脏是一个内部结构复杂的硅胶整体,包含一个右心室和一个左心室,有一个额外腔室将两个心室隔开。这个腔室起着类似肌肉的功能,能像泵一样驱动血液进出心脏。

    目前常用的人造心脏血泵等装置虽可泵送血液,但其机械部件易给使用者带来不良影响。不过,现在这种人造心脏还处于测试阶段。由于材料承受能力有限,它只能持续跳动约3000次,即工作30至45分钟。材料的拉伸强度和性能仍需大大提高,现在的产品还不能植入人体,但可为人造心脏提供一个新的发展方向。

  • 原文来源:http://www.biotech.org.cn/information/147941
相关报告
  • 《世界首条柔性人造触觉神经诞生》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-06-08
    • 从南开大学获悉,该校电子信息与光学工程学院徐文涛团队与美韩两国科学家合作,研发出了世界上首条柔性人造触觉神经,让更智能的人造皮肤离现实又近了一步。这一研究成果在最新一期国际刊物《科学》上全文发表。 人类皮肤是极为复杂的系统,其中有成千上万个感受器用于感知压力、温度、位置等信息。这些信息被转化成神经信号,在外围神经和中枢神经中逐级传送。如果能让机器人拥有类似皮肤的触觉,可以感知温度、压力,甚至具有神经活动,那么它们将“解锁”更多新技能。中美韩三国科学家实验中利用柔性有机材料成功地模拟制造出来类似人体SA-I触觉神经,这种人造感知神经由3个核心部件组成:电阻式压力传感器、有机环形振荡器、突触晶体管。该系统首先利用一系列感受器感知极为细微的压力,并产生相应的电压变化,随后通过环形振荡器(人工神经纤维)将电压变化转变为电脉冲信号。多个环形振荡器得到的电信号被突触晶体管集成转变为突触电流,进而传递到下一级神经。 据介绍,这种人造神经能够很好地模拟人类皮肤触觉功能,能够与生物体神经信号兼容,开创性地制造出了柔性人造感知神经,并实现了人造神经与动物神经形成的杂化反射弧。研究人员已成功利用其与蟑螂腿实现的连接以及运动控制,初步证实了这种兼容性。 这种人工神经触觉系统具有良好的生物兼容性、柔性和高灵敏度,它可应用于假肢中与人体神经系统相兼容的感知的实现,柔性轻质的结构将使相关产品具有很好的舒适性,对神经系统疾病治疗具有潜在意义。同时,这种人造神经可应用于软体机器人,使其实现类似人类感知,并在极端环境中替代人工作。
  • 《全球首个3D打印“人造心脏”问世》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-05-07
    • 以色列特拉维夫大学研究人员宣布,他们利用患者细胞和生物材料,首次成功设计和打印出充满细胞、血管并有心室和心房的完整心脏。此次实验采用的是自体干细胞技术,是再生医学领域取得的重大突破。 对此,深圳百年干细胞生物科技有限公司首席科学家林雄斌博士认为,相比于异体干细胞,自体干细胞技术具有风险小、来源稳定、无排异、无伦理风险等多项优势,尤其是未来结合3D打印技术,人体所有的组织器官都可以像零部件一样实现重建和制造。 世界卫生组织数据显示,心血管疾病是世界上最主要的死亡原因,目前心脏移植手术是病情严重患者唯一的疗法,但是捐赠者(器官来源)有限,不少患者只能在等待中死去。即便配型成功,异体移植还面临着免疫排斥的风险。 为了解决这些难点,以色列团队负责人塔尔•德维尔选择采用自体干细胞+3D打印技术,这可以消除外源植入物被排斥的风险。他解释说,3D打印的人工心脏是以人体细胞和具患者特异性的生物材料作为生物打印原料制成的。 德维尔指出,使用“原生”患者特异性材料,对于成功设计个性化组织和器官至关重要。 林雄斌认为,“随着技术普及,未来顶级的医院都将拥有人体器官的3D打印机,能够常规地为患者打印器官进行移植手术。”他预期道,“借助再生医学的技术发展,传统医疗将会走向精准医疗,大健康产业将迎来爆发性发展。” “只要我们抓住时代赋予的契机,坚持技术创新,走在国际再生医学领域的前沿,相信很快就能让更多中国老百姓享受到尖端生命科技带来的高品质健康生活。”林雄斌表示。