心脏作为人体“发动机”,其重要性不言而喻。但受心脏疾病影响,许多患者不得不通过换心来延续生命。不过,考虑到心脏供源稀缺,科学家们打算通过新技术来制作
人工心脏,以期能够满足更多有心脏移植需求的患者,让他们能够拥抱美好明天。
再生医学网获悉,近日,来自哈佛大学和匹兹堡大学的研究人员利用一种新的、更先进的方法来制造人工组织和器官。相关研究结果发表在Science期刊上。
这些作者因此提出了
聚焦旋转喷射纺丝(focused rotary jet spinning,FRJS)工艺。FRJS是一种利用离心纺丝快速成形纤维的增材制造方法。这些纤维随后在可控气流中聚焦、对齐并沉积到目标位置。通过使用气流,这种方法允许同时操纵数以千计的微/纳米纤维,从而确保高产量。通过特别设计的气流,FRJS可以制造出比目前的方法更复杂的三维纤维结构。
这些作者将他们的方法与其他两种生产人工器官和组织的方法---
三维打印和纤维纺丝(fiber spinning)---相比较。尽管三维打印继续为人工器官和组织的发展做出重大贡献,但是他们反驳说,三维打印需要太长的时间来实现FRJS能够提供的细节和复杂性。
目前使用的另一种方法是纤维纺丝,它可以更快地生产,但没有FRJS那么多的细节或复杂性。因此,这些作者将FRJS作为一种以更及时的方式进行更复杂创作的方法。
为了展示FRJS在这种情况下的可能性,这些作者使用该工艺制造样品,包括一个全尺寸的纤维人类心脏模型,以展示制造复杂的三维结构的能力;一个三层双腔心室模型,以展示捕捉生物组织中复杂的纤维排列的能力;以及单层心室,其大小相当大鼠、猫、人类和12000磅的小鲸鱼,以展示制造工艺的可扩展性。他们还展示了像FRJS构建的这些模型如何被用来理解心脏内螺旋形细胞排列的功能。
器官移植技术虽然已经较为成熟,但器官供源稀缺一直是个大问题,而且在可预期的时间之内无法得到解决。对此,
再生医学网表示,基于此,科学家们纷纷将目光投向了人造器官领域,希望能够借助3D打印等新科技新材料制造出更贴合人体真实需求的人工器官。