近日，卡內(nei) 基·梅隆大學的研究人員發明了一種新型的水凝膠印刷方法，製作了一個(ge) 供醫院器官使用的全尺寸模型，研究人員通過研究實現了第一個(ge) 3D打印全尺寸人體(ti) 心髒生物模型，在內(nei) 外科醫生如何進行心髒術以及研究其他疾病方麵取得了重大突破。

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經多次研究獲第一個(ge) 3D生物打印全尺寸人體(ti) 心髒模型

卡內(nei) 基梅隆大學生物醫學工程與(yu) 材料科學工程學教授亞(ya) 當·費恩伯格（Adam Feinberg）帶領團隊，利用定製的自由式懸浮水凝膠可逆嵌入技術（FRESH）開發了這個(ge) 模型。該學院的研究人員獲得了人類心髒的第一個(ge) 3D生物打印全尺寸人體(ti) 心髒模型，這個(ge) 模型是使用專(zhuan) 門製造的3D打印機根據MRI數據創建而成，是團隊兩(liang) 年來為(wei) 外科醫生準備心髒手術而研發的新成果。

費恩伯格在新聞稿中說：“我們(men) 現在可以建立一個(ge) 模型，不僅(jin) 可以進行視覺訓練，還可以進行實體(ti) 操作。當外科醫生進行心髒手術時，讓它像真實的組織一樣做出反應，這樣的話當醫生進入手術室時，醫生的工作經驗會(hui) 得到鍛煉和提升。

模型模仿了實際人體(ti) 心髒組織的質地（包括彈性），提供了逼真的畫麵，外科醫生可以在這個(ge) 畫麵上鍛煉自己的技能。除了進行臨(lin) 床模擬外，這個(ge) 模型還具有長期潛力，影響器官生物工程的未來研究。

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逼真的心髒模型，使手術醫生可以進行切割、縫合以及操作

Feinberg和他的團隊開發了一種新型3D打印軟聚合物，這種聚合物在曆史上一直很難打印，在添加製造過程中缺乏一定的剛性。為(wei) 了彌補這個(ge) 缺陷，FRESH 3D打印使用針將生物墨水注入軟水凝膠浴中，從(cong) 而在打印時支撐物體(ti) 。一旦完成打印，這個(ge) 過程就會(hui) 加熱使水凝膠融化，僅(jin) 留下3D打印物體(ti) ，證實FRESH是一個(ge) 打印平台，研究人員便可以打印一個(ge) 完整的人體(ti) 心髒，同時還專(zhuan) 門組件了一台新的3D打印機，專(zhuan) 門容納凝膠支撐浴，大小要和打印比例相適應，除此之外，還要對軟件平台進行微調，以保持打印的速度和質量。

Feinberg說：最終的模型由海藻酸鹽的柔軟天然聚合物組成，這種聚合物使生物打印的心髒具有類似於(yu) 人體(ti) 心髒組織的特征，對於(yu) 外科醫生來說，這意味著他們(men) 可以用類似於(yu) 真實心髒的方式切割，縫合和操作模型。

事實上，盡管大型醫院已經具備了對人體(ti) 器官和身體(ti) 其他部位進行3D打印模型的設施，但通常隻能用硬塑料或橡膠製成，無法滿足外科醫生在模擬手術過程中的體(ti) 驗感。

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繼續深造人體(ti) 心髒模型，力爭(zheng) 製造更多器官模型

研究人員在ACS生物材料科學與(yu) 工程雜誌上發表了有關(guan) 其工作的論文。Feinberg團隊的下一步目標是讓外科醫生和臨(lin) 床醫生可以從(cong) 開發的技術和模型中真實地體(ti) 驗到現實生活中醫院的手術場景。

研究人員埃曼·米爾達馬迪（Eman Mirdamadi）還希望他們(men) 的工作能為(wei) 未來的生物印刷技術提供信息，利用這種或類似技術製造出具有更多功能的人體(ti) 器官。他在新聞稿中說：“盡管在生物打印全尺寸人體(ti) 心髒上仍然存有障礙，但我們(men) 很自豪能夠使用FRESH平台幫助建立基礎工作，同時展示了在現實中進行手術模擬的直接應用。