心形示意圖。（圖片來源：公有領域/Pixabay）
【看中國2019年8月3日訊】美國科學家以膠原蛋白當作3D生物列印的「生物墨水」，運用新型科技技術，成功打造出具有功能的心臟瓣膜，3D生物列印整副心臟指日可待。
據《自由時報》報導，《科學》（Science）期刊8月2日刊登的最新論文顯示，美國卡內基美隆大學（CMU）科學家以膠原蛋白當作3D生物列印「生物墨水」，搭配該校研發的「自由型態可逆嵌入懸浮水凝膠」（FRESH）等突破性技術，成功打造出具有功能的心臟瓣膜。
報導說，今年4月，以色列科學團隊也曾公開一副3D生物列印的含血管的完整心臟組織，當時「生物墨水」取自人體網膜組織，但那顆心臟雖可跳動，卻沒有輔助恢復功能的作用。
Engineering researchers have published in Science a breakthrough 3D bioprinting method that brings the field of tissue engineering one step closer to being able to 3D print a full-sized, adult human heart. @RegenBio @cmu_bme https://t.co/AEa53Z0EIj pic.twitter.com/oPgHclJxJU
— CMU Engineering (@CMUEngineering) August 1, 2019
3D生物列印這一技術概念，最早由美國克萊姆森大學（Clemson university）、密蘇里大學（University of Missouri）、德雷塞爾大學（Drexel University）等大學的教授在2000年左右提出，2003年Mironv V和Boland T在Trends in Biotechnology雜誌系統提出「器官3D列印」這一概念。
3D生物列印技術，就是運用3D生物印表機，製造出細胞外基質（ECM），再將細胞種入這個細胞支架中，使細胞得以生長。列印支架時須有「生物墨水」，它是細胞與維生物質混合的液體基質。
報導說，CMU教授範博格（Adam Feinberg）表示，該成果證明了3D生物列印技術與FRESH搭配膠原蛋白，可做出心臟瓣膜，進而成就一顆有功能的心臟。人體膠原蛋白是細胞外基質重要組成成分，作為「生物墨水」，膠原蛋白層厚廿微米的高解析度，遠勝於一般塑料3D列印規格。
CMU的科學家們以膠原蛋白為「生物墨水」，在FRESH技術的膠狀支撐物中層層迭迭列印凝固，接著種入活細胞與微血管，膠狀容器則在仿體溫的室溫中快速融解，留下絲毫無損的列印成品。
研究人員以核磁共振成像（MRI）掃瞄了患者的心臟瓣膜，並打造一個模擬人體壓力與血流速度的操作臺，結果出現同步搏動和心臟瓣膜開合，確認列印作品確實能發揮作用。
此研究成果的新技術精密度超乎以往，過去列印成果多因組織保真度太差及解析度過低，導致失敗收場。
範博格認為，這項技術日後最有機會先用在修補出問題的器官，例如因心臟病發而失去功能的心臟或退化的肝臟。
責任編輯:靜馨
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