UTA研究人员创建智能3D打印贴片以再生心肌

zhiyongz 9分钟前阅读数 #技术

2025年7月18日，德克萨斯大学阿灵顿分校(UTA)的一位生物工程教授正在开发一种旨在促进心肌再生的 3D 打印贴片。项目旨在为心脏病发作幸存者提供一种潜在的新治疗方案，以应对一项关键的医疗挑战。心脏病发作幸存者受损的心脏组织目前缺乏自我修复能力，这常常导致严重的长期健康并发症。

德克萨斯大学塔尔萨分校生物工程系研究教授洪毅正在利用先进的3D打印技术牵头开展这项计划。洪教授表示：“我们的目标是创造一种智能的生物工程补片，它不仅能在结构上支撑心脏，还能促进受损组织的真正再生。这项研究或许能为目前除了控制症状外别无选择的患者带来新的希望。”

该项目由美国国立卫生研究院 (NIH)下属的国家心肺血液研究所 (NHLBI)资助。

△医生在手术室检查心脏。图片来自 UTA

心脏修复的协作方法

洪教授与哥伦比亚大学生物医学工程教授柯程合作，设计了一种可拉伸的电活性贴片，旨在释放外泌体——一种由细胞产生的囊泡，可以促进组织愈合并减轻炎症。

电活性贴片的设计旨在通过整合生物材料科学、干细胞疗法和精密制造技术，紧密模拟心脏的自然环境。它还能与心跳同步，而外泌体则提供分子指令来指导身体的修复过程。洪教授说道：“这是一项激动人心的跨学科合作，汇集了心血管修复领域一些最具创新精神的人才。我们不仅仅是修复损伤，还在积极引导心脏自我修复。”

对心血管治疗的更广泛影响

虽然目前的重点是支持心脏病发作后的康复，但这项技术可以更广泛地应用于其他涉及肌肉退化或功能丧失的心血管疾病。如果成功，它还可能拓宽现有的治疗方案，并促进再生医学的进步。

生物工程系主任Michael Cho表示：“洪教授在开发用于心脏组织修复的创新组织工程解决方案方面不断取得重大进展。他最新的美国国立卫生研究院（NIH）资助项目专注于开发用于心脏再生的弹性外泌体释放导电贴片，凸显了他开创性且具有临床影响力的方法，并为治疗心肌梗死或心脏病（全球最大的死亡原因）提供了有希望的新替代方案。”

△3D打印心脏解剖模型

3D打印在心脏护理领域的进展

布里斯班查尔斯王子医院的医疗团队最近为一位患者实施了一项复杂的手术，在扫描显示其主动脉明显异常扩张后，为其更换了大部分主动脉。该团队没有仅仅依赖传统的成像技术，而是与赫斯顿生物制造研究所 (HBI ) 合作，创建了受影响动脉的高精度 3D 模型。工程师和设计师利用Stratasys J750 数字解剖 3D 打印机，通过对患者解剖结构进行数字扫描，制作出了一个栩栩如生的复制品。

整个过程耗时四天，打印机将不同纹理的材料分层叠加，以复制人体组织的结构和触感。通过这个实体模型，外科医生能够更清晰地了解患者独特的血管解剖结构，从而制定比传统二维扫描更精准的手术计划。

此外，中国3D打印制药公司Triastek宣布，其专有的3D打印非维生素K拮抗剂口服抗凝剂（NOAC）T20G已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的新药临床试验（IND）批准。这项创新有望改善心房颤动（最常见的心律失常）的治疗，据估计，全球约有3000万至1亿人（约占全球人口的1%–2%）患有心房颤动。