UTA研究人員創(chuàng)建智能3D打印貼片以再生心肌

2025年7月18日，南極熊獲悉，德克薩斯大學阿靈頓分校(UTA)的一位生物工程教授正在開發(fā)一種旨在促進心肌再生的 3D 打印貼片。項目旨在為心臟病發(fā)作幸存者提供一種潛在的新治療方案，以應對一項關(guān)鍵的醫(yī)療挑戰(zhàn)。心臟病發(fā)作幸存者受損的心臟組織目前缺乏自我修復能力，這常常導致嚴重的長期健康并發(fā)癥。

德克薩斯大學塔爾薩分校生物工程系研究教授洪毅正在利用先進的3D打印技術(shù)牽頭開展這項計劃。洪教授表示：“我們的目標是創(chuàng)造一種智能的生物工程補片，它不僅能在結(jié)構(gòu)上支撐心臟，還能促進受損組織的真正再生。這項研究或許能為目前除了控制癥狀外別無選擇的患者帶來新的希望。”

該項目由美國國立衛(wèi)生研究院 (NIH)下屬的國家心肺血液研究所 (NHLBI)資助。

△醫(yī)生在手術(shù)室檢查心臟。圖片來自 UTA

心臟修復的協(xié)作方法

洪教授與哥倫比亞大學生物醫(yī)學工程教授柯程合作，設(shè)計了一種可拉伸的電活性貼片，旨在釋放外泌體——一種由細胞產(chǎn)生的囊泡，可以促進組織愈合并減輕炎癥。

電活性貼片的設(shè)計旨在通過整合生物材料科學、干細胞療法和精密制造技術(shù)，緊密模擬心臟的自然環(huán)境。它還能與心跳同步，而外泌體則提供分子指令來指導身體的修復過程。洪教授說道：“這是一項激動人心的跨學科合作，匯集了心血管修復領(lǐng)域一些最具創(chuàng)新精神的人才。我們不僅僅是修復損傷，還在積極引導心臟自我修復�！�

對心血管治療的更廣泛影響

雖然目前的重點是支持心臟病發(fā)作后的康復，但這項技術(shù)可以更廣泛地應用于其他涉及肌肉退化或功能喪失的心血管疾病。如果成功，它還可能拓寬現(xiàn)有的治療方案，并促進再生醫(yī)學的進步。

生物工程系主任Michael Cho表示：“洪教授在開發(fā)用于心臟組織修復的創(chuàng)新組織工程解決方案方面不斷取得重大進展。他最新的美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）資助項目專注于開發(fā)用于心臟再生的彈性外泌體釋放導電貼片，凸顯了他開創(chuàng)性且具有臨床影響力的方法，并為治療心肌梗死或心臟�。ㄈ�球最大的死亡原因）提供了有希望的新替代方案�！�

△3D打印心臟解剖模型

3D打印在心臟護理領(lǐng)域的進展

布里斯班查爾斯王子醫(yī)院的醫(yī)療團隊最近為一位患者實施了一項復雜的手術(shù)，在掃描顯示其主動脈明顯異常擴張后，為其更換了大部分主動脈。該團隊沒有僅僅依賴傳統(tǒng)的成像技術(shù)，而是與赫斯頓生物制造研究所 (HBI ) 合作，創(chuàng)建了受影響動脈的高精度 3D 模型。工程師和設(shè)計師利用Stratasys J750 數(shù)字解剖 3D 打印機，通過對患者解剖結(jié)構(gòu)進行數(shù)字掃描，制作出了一個栩栩如生的復制品。

整個過程耗時四天，打印機將不同紋理的材料分層疊加，以復制人體組織的結(jié)構(gòu)和觸感。通過這個實體模型，外科醫(yī)生能夠更清晰地了解患者獨特的血管解剖結(jié)構(gòu)，從而制定比傳統(tǒng)二維掃描更精準的手術(shù)計劃。

此外，中國3D打印制藥公司Triastek宣布，其專有的3D打印非維生素K拮抗劑口服抗凝劑（NOAC）T20G已獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的新藥臨床試驗（IND）批準。這項創(chuàng)新有望改善心房顫動（最常見的心律失常）的治療，據(jù)估計，全球約有3000萬至1億人（約占全球人口的1%–2%）患有心房顫動。