来自太空的心脏， 3D生物打印来实现

材料牛注：3D打印技术可以打印手办、打印模型大家肯定早就知道了，那你知道现在有一种3D打印技术可以器官了吗？赶紧来看看吧！

如果你住在墨西哥湾附近，那么在本月早些时候，当你在喝咖啡或浏览网页时，距你头顶30000英尺（约9100米）的地方有一架飞机正在模拟失重状态。

同时飞机里的三维生物打印机利用人类干细胞完成了心脏和血管结构的“打印”。这个在零重力环境中进行三维打印的项目是几家公司共同努力的结果，这一项目旨在制造更优质、更广泛的人体器官。

该项目是由Techshot主导的，该公司参与空间设备和空间实验多年，并且该公司能通过与美国航空航天局（NASA）签订太空行动协议使其能够对设备进行商业操作。项目中使用的3D打印机来自于nScrypt，而生物打印墨来自于Bioficial Organs Inc，该公司整理出了一个让成人干细胞存活、移植甚至生物打印的方法。

这次飞行是由Zero Gravity Corporation改装后的波音727完成的。该飞机利用抛物线的方式来引发失重，该抛物线形状大体是一个钟形弧，而失重发生在曲线的顶端。整个失重过程持续约20~30秒，实验过程中完成了25次抛物线过程。这其中的几次抛物线过程中，3D打印机进行工作，短时间内打印出原本计划的心脏和血管结构。生物组织则是由人类干细胞产生的。

但当初为什么会把生物打印技术引入到失重环境中呢？我们请教了Techshot的首席科学家Eugene D. Boland这个问题，下面就是他的回答。

“从材料的角度来看，所有的细胞、蛋白质、聚合物、生长因子混合在一就像是非常特殊的鸡尾酒，一般把它们称为生物打印墨。在打印的过程中，这些生物打印墨有介于蜂蜜和明胶之间的密度，同时我们有使它变得更薄或者更厚的小技巧。但不幸的是，大多数在地面上能使生物打印墨变厚的“技巧”都会让材料变得不利于细胞存活。我们想要它们变厚的原因是3D打印机在试图模拟自然状态，因而希望它们能够保持复杂的几何形状。所有的这些在太空中都会发生变化。没有重力的情况下，复杂的几何形状可以用优化生物活性而非结构完整性的生物打印墨来建立。我们能让最终形成的组织来决定配方，而不是让结构的稳定性来决定，因为这种生物打印墨足够强大。”

Techshot说，研究小组的下一步目标是制造一个小而强大的3D生物打印机，我们希望能在一月推出商业太空舱，随后的2018年我们将推出用于国际空间站的3D生物打印机，它将能打印更厚且更复杂的人体组织。

Boland表示，除了能够产生更好的组织和器官，生物打印在太空失重状态下也能解决成本以及器官短缺的问题。

Boland 说：“确实没有人说在低地球轨道进行生产成本更低，而这些人也没有一个在心脏移植的名单中。绝大多数患者是在医院，在重症监护病房度过时间的，可能他们身体里植入了辅助泵来拯救他们脆弱的心脏，每天有大量的金钱支出但是没有一点收入，年复一年地等待着救助。然而不幸的是，而这其中数以万计的病人最终会死于于器官短缺。”

“如果一个病人到了需要一个器官（例如心脏）的关键点，这时候有一个简单的程序来提取一些脂肪，并从中获取一些干细胞和基质细胞，那事情会是什么样呢？这些细胞可以混合成专属的生物打印墨，将它带到国际空间站进行约一个月的印刷和生长，器官形成后就可以返回到病人进行植入了。”

Boland表示，公司在筹划一个类似于目前的血液和组织器官移植计划的项目，虽然这个项目尚未定价，也尚未获得监管部门批准。考虑到生物打印技术还有很长的路要走，这一暂时处于设想的方案是有可能成为现实的。

接受移植的病人可能会说：“我的心来自外太空！”，这听起来也是挺有意思的。

原文链接：3D printing heart parts at 30,000 feet

本文由编辑部丁菲菲提供素材，赵玲编译，点我加入材料人编辑部。