【医疗问答】能用3D打印制造一个功能齐全的心脏吗？

策划：中华医学会

审核：冯秀龙 中国人民解放军空军军医大学第二附属医院 副教授

李晓倩 中国人民解放军空军军医大学第二附属医院 副研究员

目前，3D打印技术尚不足以制造功能齐全的人体心脏，但在结构模型和功能组织的研究中已经取得了重要进展。科学家通过3D打印逐层构建心脏组织，试图模拟心脏的复杂解剖和功能。打印材料通常由患者的干细胞和生物墨水组成，以降低排斥反应并实现个性化设计。

2019年，研究人员成功打印出世界首个由患者细胞制成的小型心脏模型，具备完整的心肌、心室和血管结构。然而，该模型仅为真实心脏的三分之一大小，且无法跳动，也不具备血液泵送能力。一些实验还尝试打印可跳动的心肌组织，用于修复受损的心脏部位，但这些组织仅能完成局部功能，距离完整的心脏仍有很大差距。

技术挑战主要集中在两个方面：一是复杂结构的再现，心脏内的四个心腔、瓣膜和密集的微血管网络需要高度精确的打印技术；二是细胞功能的整合，心脏不仅需要结构完整，还要具备协调跳动的能力来推动血液循环，这远超当前技术所能实现。此外，打印心脏如何在人体内长期稳定运转也是尚未解决的问题。

尽管如此，科学家们对未来充满信心。随着生物墨水、打印技术和组织工程的不断发展，制造完全功能性的3D打印心脏可能在未来几十年内成为现实，为终末期心脏病患者带来生的希望。