導讀：無論是心臟病發(fā)作、糖尿病、吸煙、吸毒或意外事故導致的心臟損傷，愈合速度都很慢，通常需要手術干預以延長壽命。然而，如果能用人造組織修復心臟會怎樣？

2024年8月8日，據(jù)資源庫了解，近日，美國科羅拉多大學博爾德分校與賓夕法尼亞大學的團隊開發(fā)了一種新方法，可以3D打印一種既有彈性又堅韌的材料，能夠承受心臟的跳動。結果是，3D打印的心臟“創(chuàng)可貼”可能會改變醫(yī)生修復人體部位的方式，相關成果已經(jīng)發(fā)表在《科學》雜志上。

開發(fā)心臟修復材料的關鍵在于材料必須既堅固又有彈性，并能根據(jù)患者的具體形狀和尺寸進行定制。由于心臟不斷跳動，材料需要隨心臟變化，因此不能使用硬質塑料，否則會破裂。

科羅拉多大學博爾德分校BioFrontiers研究所化學和生物工程學教授Jason Burdick解釋道：“心臟和軟骨組織的自我修復能力非常有限。一旦受損，就無法修復。通過開發(fā)新材料，我們可以大大增強修復過程，對患者產(chǎn)生重大影響?！?br />
3D打印“心臟創(chuàng)可貼”

水凝膠是一種常用于人造組織、器官和植入物的材料，但在3D打印時，水凝膠容易在強度下降時斷裂或在壓力下破裂。

如何使3D打印的水凝膠材料兼具強度和彈性？研究人員從蠕蟲的復雜纏繞和解開的方式中獲得靈感，開發(fā)了一種名為CLEAR的3D打印新方法（即通過氧化還原引發(fā)輔助光照后持續(xù)固化）。該方法通過在材料中加入類似纏繞的分子鏈，就像那些相互纏繞的蠕蟲一樣，生產(chǎn)出既堅固又柔韌的材料。

研究發(fā)現(xiàn)，用這種新方法制成的材料比傳統(tǒng)DLP打印的材料更堅韌，同時仍能貼合并粘附在動物組織和器官上。這意味著，這種材料可能成為全球首個具有足夠強度以機械支撐組織的3D打印粘合材料。

這些3D打印材料有多種潛在應用，例如修復心臟缺陷、向器官或軟骨組織遞送再生藥物、抑制椎間盤突出，甚至在手術室縫合人體而不損傷組織。雖然還需進一步研究，但該方法甚至可以應用于醫(yī)學以外的領域，因為其環(huán)保特點無需固化。

導讀：無論是心臟病發(fā)作、糖尿病、吸煙、吸毒或意外事故導致的心臟損傷，愈合速度都很慢，通常需要手術干預以延長壽命。然而，如果能用人造組織修復心臟會怎樣？

2024年8月8日，據(jù)資源庫了解，近日，美國科羅拉多大學博爾德分校與賓夕法尼亞大學的團隊開發(fā)了一種新方法，可以3D打印一種既有彈性又堅韌的材料，能夠承受心臟的跳動。結果是，3D打印的心臟“創(chuàng)可貼”可能會改變醫(yī)生修復人體部位的方式，相關成果已經(jīng)發(fā)表在《科學》雜志上。

開發(fā)心臟修復材料的關鍵在于材料必須既堅固又有彈性，并能根據(jù)患者的具體形狀和尺寸進行定制。由于心臟不斷跳動，材料需要隨心臟變化，因此不能使用硬質塑料，否則會破裂。

科羅拉多大學博爾德分校BioFrontiers研究所化學和生物工程學教授Jason Burdick解釋道：“心臟和軟骨組織的自我修復能力非常有限。一旦受損，就無法修復。通過開發(fā)新材料，我們可以大大增強修復過程，對患者產(chǎn)生重大影響?！?br />
3D打印“心臟創(chuàng)可貼”

水凝膠是一種常用于人造組織、器官和植入物的材料，但在3D打印時，水凝膠容易在強度下降時斷裂或在壓力下破裂。

如何使3D打印的水凝膠材料兼具強度和彈性？研究人員從蠕蟲的復雜纏繞和解開的方式中獲得靈感，開發(fā)了一種名為CLEAR的3D打印新方法（即通過氧化還原引發(fā)輔助光照后持續(xù)固化）。該方法通過在材料中加入類似纏繞的分子鏈，就像那些相互纏繞的蠕蟲一樣，生產(chǎn)出既堅固又柔韌的材料。

研究發(fā)現(xiàn)，用這種新方法制成的材料比傳統(tǒng)DLP打印的材料更堅韌，同時仍能貼合并粘附在動物組織和器官上。這意味著，這種材料可能成為全球首個具有足夠強度以機械支撐組織的3D打印粘合材料。

這些3D打印材料有多種潛在應用，例如修復心臟缺陷、向器官或軟骨組織遞送再生藥物、抑制椎間盤突出，甚至在手術室縫合人體而不損傷組織。雖然還需進一步研究，但該方法甚至可以應用于醫(yī)學以外的領域，因為其環(huán)保特點無需固化。