還不能直接應用於人體，要直接3D打印出可以適用於人體的心臟，還需要很長的一段時間吧。這不僅僅是3D列印就能解決的，需要有合適的材料，有心臟的基因資訊，再透過基因重組的方式來做人體心臟，非現在的技術所能解決。目前的3D列印心臟，還是更多的用於研究，和手術前的預演。

近日色列特拉維夫大學研究人員宣佈，他們成功以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例。

這項技術最大的亮點，是列印的“墨水”，它來自於人體自身的組織和細胞。而使用患者自己的組織對於消除植入物引發免疫反應和被排斥的風險，提高移植的存活率和生存時間極為重要。

心臟移植從此有了新希望嗎？

現在這樣說還為時過早。這項技術目前只是一個粗糙的原型，要進一步往前推進，還需要克服重重的難題。

1 這個心臟只有兔子心臟大小，對人來來說還是太小了。要列印更大的器官組織，還需要面臨許多工程上的挑戰。

2 無法打印出所有血管。只有大血管，缺乏小血管和毛細血管的結構，可能無法實現真正的生物學功能。

3 心肌細胞的特點是有自律性，能產生有節律的電活動，並透過心臟內的傳導系統進行傳導，以指揮心臟收縮。 如何實現人造心臟的電活動的自律性，以及構建傳導系統，這更是一個難題。

4 實現心肌細胞的協調收縮功能，以實現心臟泵血的能力，這才是一個真正有生理功能的器官。

以上只是可以預見的主要困難，在實際研究過程中，更會有許多難以預知的困難在等待著我們。這就像我們的目標是登上珠穆朗瑪峰，而現在只不過是剛剛一隻腳踏進了西藏。

3D列印技術應用於醫學領域，目前主要是列印骨骼和模型為主，用於手術前進行手術方案的制定，手術的定位等等。

2013年西安交通大學第一附屬醫院採用cad設計和3D印表機加工,成功的為一位病人進行了顱骨缺損的修補和固定手術這是全球首例，值得我們華人驕傲。

（北京大學第三醫院首創金屬3D列印椎骨代替人體椎骨）

但是3D列印人體器官，目前看起來離我們還非常遙遠，即使可實現，體外培養細胞作為“墨水”，其成本也是非常高昂的。不過好歹我們又多了一個希望，但願它早日變成現實。

對於許多電子裝置來說，部件損壞或者老化之後往往只需要用新的替換掉就完事了。而對於人類來說，面板上的小損傷或許還能自我修復，但像缺個胳膊、少個器官這樣的缺陷就沒這麼簡單了，人類並不能像有些低等生物一樣被切成兩半之後還能再生出組織器官。此外，人體器官的衰老本身更是一個任何人都不能逆轉的過程。

要是人類也能像電腦一樣能隨時替換最新最好的部件，時刻保持更新該有多好。

▲圖自：Pixabay

當然，組織器官移植早已經不是什麼新鮮事了，近些年甚至還有人嘗試注射年輕人的血液讓自己變年輕這樣的事例報道（實際效果並未經科學證實），不過有需求就必然要有供給，當今天尚有許多病人因等不到合適的器官配型而只能眼睜睜看著自己的生命流逝時，透過器官移植讓自己長生不老多少就顯得有些不切實際了。

不過也正因如此，最近以色列的研究人員就利用 3D 列印技術創造出了世界上第一顆具有完整結構的 3D 列印心臟，而這樣的技術或許在將來的器官移植、疾病治療以及全人類的壽命延長等問題上都有廣闊的前景。

具體來說，在該實驗中，研究人員首先在人體內提取出了網膜組織，再將其中的細胞從細胞外基質（ECM）上提取出來。提取出的細胞被重新編碼為能分化成心肌細胞及內皮細胞的多能幹細胞，而細胞外基質則被做成了定製化的溫敏性水凝膠。隨後，細胞被封裝進水溶膠裡，被製作成「生物墨水」（Bioink）用來列印。

▲3D 列印心臟過程原理圖，圖自：Advanced Science

不過有了這些原材料是遠遠不夠的，這樣的「生物墨水」還要依據具體的規則來指導它的列印。

由於打印出的心臟塊（Cardiac patch）本身並不會自動生成心臟本身所具備的心房、心室結構以及與患者脈管系統相匹配的血管，所以在列印前需要用 CT 掃描來掃描患者的心臟整體以及大血管的結構與方向，以確定 3D 列印心臟的大框架，再用數學模型設計出 CT 掃描不到且符合氧擴散規則的小血管並新增進整套脈管系統中以確保器官在移植之後能夠正常存活及工作。

這樣一整套流程下來之後，3D 打印出的帶有完整細胞、血管、心房及心室結構的心臟便可以移植回病人體內來替換受損或病變的心臟了，而且由於細胞本身就是來自病人本人，所以這樣移植所產生的排異反應也會是微乎其微的。

▲心臟的 CT 成像以及透過模型計算後的氧擴散分佈，圖自：Advanced Science

當然，作為一次實驗研究，此次透過 3D 打印製成的心臟還只有兔子的心臟大小，而且這顆心臟目前還只能收縮，不能像正常的心臟一樣具有泵血的能力，團隊也計劃在 1 年後開始動物實驗再進行人體的臨床實驗，因此距離真正成為可移植的心臟或許還有一段路要走。

對此，該研究的首席作者，特拉維夫大學細胞生物學和生物技術學院的 Tal Dvir 教授也表示希望「10 年內能在全世界最好的醫院裡部署器官印表機，讓器官列印成為見怪不怪的常規操作」。

不過這項技術一旦成熟之後，想象空間也絕不僅僅限於器官移植這麼簡單。

至於精神及意識的留存，如今還有像馬斯克旗下 Neuralink 之類的研究腦機介面的公司在潛心進行研究，或許在今後即使人腦已經衰老到需要更換，人們也可以選擇將自己的意識暫存在電腦裡，再透過 3D 列印一個新的大腦及身體並將意識「下載」進新的大腦中。

或許當長生不老的那一天到來，人類才真正成為了主宰自己的主人。