新型3D打印心脏瓣膜生物墨水，未来可用于先天性心脏缺陷手术

2023年12月11日，南极熊获悉，加拿大圣贾斯汀大学中心医院(CHU Sainte-Justine)的研究人员成功研发了一种专用于3D打印的生物墨水，该创新有望彻底改变儿科心脏科学中的心脏瓣膜置换术，标志着该领域迈向了重要的里程碑。

这项突破性发现是由蒙特利尔大学医学助理教授Houman Savoji及其博士生Arman Jafari在CHU圣贾斯汀研究中心实现的，他们成功地找到了一种可用于3D打印功能性心脏瓣膜的方法。

△加拿大研究人员Houman Savoji和Arman Jafari

打印心脏瓣膜的未来

蒙特利尔大学医学助理教授Homan Savoji详细介绍了一种由聚乙烯醇、明胶和角叉菜胶组成的独特生物墨水，可用于打印功能最佳的心脏瓣膜。与机械心脏瓣膜不同，这些生物模拟工程瓣膜具有生长和进化的能力，反映了人体的生物过程。

△Arman Jafari和3D打印心脏瓣膜

使用这一创新的生物墨水成功打印的3D心脏瓣膜能够在体内外展现出正确的开合功能，表现出良好的生物相容性和重要的抗凝血特性。该研究可能标志着，未来机械或动物瓣膜相关并发症将成为过去。

Savoji解释道：“我的团队已经证明，由聚乙烯醇、明胶和卡拉胶组成的墨水可用于打印正确打开和关闭的心脏瓣膜，并具有体外和体内生物相容性以及抗血栓形成特性。它们在类似于人体的生理环境中运行良好，无论是成人还是儿童尺寸。”

△3D打印的三叶心脏瓣膜模型

干细胞和支架

这种生物墨水不仅仅是一种打印材料，它还提供了一种“支架”结构，使干细胞能够发育和繁荣，最终完全被活组织所取代。这种被称为组织工程的方法将生物材料和细胞结合在一起来创造活器官，在再生医学的未来具有巨大的潜力。

对儿科心脏科学的影响

实验室测试的早期结果表明，这些生物墨水打印的阀门比机械或动物同类产品造成的有害影响更少。重要的是，这些瓣膜有可能与孩子一起成长，从而显着减少重复手术的需要，这是儿科心脏治疗中的常见问题。

Jafari解释道：“这些结果表明，与目前移植中使用的瓣膜相比，我们的瓣膜可能会降低并发症的风险。由于这些是仿生人造组织，它们有可能与移植的孩子一起生长，从而限制了重复手术的需要。”

△该研究结果已发表在《先进功能材料》杂志上，题目为“用于3D打印的PVA/明胶/卡拉胶墨水的配制和评估以及组织工程心脏瓣膜的开发”(传送门)

虽然这项研究前景广阔，但研究人员表示该项目还处于研究阶段，计划在未来几年通过体内试验进行研究，才能为全球患有心脏缺陷的儿童带来新的生命。