清华大学3D打印心脏新突破　有规律搏动更可在体外存活超6个月？

中国科学院、清华大学、英国曼彻斯特大学最新研究出用3D打印出人造心脏，除了有毛细血管网络及心肌细胞，更会规律搏动，可在体外存活高达6个月。
目前，研究成果已发表在国际期刊Bioactive Materials（《生物活性材料》）。

《IT之家》报道，研究人员利用六轴机器人改造而成的新型生物打印机和特殊的细胞打印方法，突破传统3D打印的平层局限，在复杂血管支架上打印出具有正常细胞周期和功能的心肌组织。该组织的细胞存活率和人工操作相同，都有98%。

据介绍，现时的生物3D打印技术有两大局限，首先是只能逐层打印，无法让细胞和血管网络融合，从而导致细胞缺少营养而没法长期存活；其次是在墨水中添加的固定细胞的材料，也会影响细胞功能和存活时间。

在本次研究中，研究人员抛弃传统的3D打印机，用六轴机器人改造一个可以360度自由转动的全新工具，对细胞进行全方位打印。与传统的笛卡尔生物打印机和电磁式细胞喷射打印机相比，六轴机器人打印机还不会对细胞造成机械损伤。

此外，研究人员更设计出一种油浴打印方法，可以让打印出的细胞在矿物油的疏水作用力下不受重力影响，从而稳定粘附在生物支架的任意表面，并与周边细胞紧密连接。

为了遵从组织器官发育的规律，机器人在血管支架上打印出几层细胞后，会先让两者培养，形成胞间连接和新生毛细血管后，再打印新的细胞。如此循环，就能在心脏内形成与体内器官类似的血管网络，从而支持组织的长期存活。

在具体实践中，研究人员利用两台六轴机器人，在血管支架上打印血管内皮细胞和心肌细胞。打印出的完整内皮层，可在生血管因子的辅助下生长出新血管和毛细血管网络，心肌细胞也能在很快形成间隙连接，维持6个月的规律性搏动。