將3D打印技術(shù)應(yīng)用于兒童先天性復(fù)雜型心臟病的治療在國內(nèi)現(xiàn)在也已多見，去年河南省人民醫(yī)院利用3D打印技術(shù)為一名年齡僅1歲的復(fù)雜先心病患兒成功施行了先心病手術(shù)。該院兒童心臟中心的專家們以1：1的比例，打印出患兒的一個心臟模型，根據(jù)該模型專家們經(jīng)過詳細(xì)研究和論證，制定出最科學(xué)的手術(shù)方案，最終通過手術(shù)徹底矯治了該患兒復(fù)雜的心臟畸形。

因為心臟是立體結(jié)構(gòu)，單純依靠心臟彩超檢查，不能直觀地看到室缺和大動脈的關(guān)系，難以確定最科學(xué)的手術(shù)方案。又在3D打印技術(shù)的幫助下，一個三個月大的復(fù)雜心臟病患兒在南京兒童醫(yī)院成功進(jìn)行了首次房間隔缺損修補(bǔ)大手術(shù)，癥狀有了很大改善。但多發(fā)性室間缺損由于術(shù)中無法直視探查，也無法明確缺損的具體位置、大小及各缺損之間的相互關(guān)系，因此再次手術(shù)的盲目性非常大。該院用3D打印技術(shù)打印出與患兒一模一樣的3D心臟模型。該模型不僅可以觀察病變部位，且非常清楚展現(xiàn)病變部位與周圍組織的關(guān)系。專家在模型上反復(fù)練習(xí)后，近日在患兒心臟不停跳的情況下，很快運(yùn)用微創(chuàng)技術(shù)對室間缺進(jìn)行了封堵。手術(shù)后一周患兒就脫離了呼吸機(jī)康復(fù)順利。

上述可知，3D打印制造心臟模型已經(jīng)不算新鮮。這種快速成型技術(shù)出現(xiàn)以來，一直以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用可粘合材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造物體。而3D打印真實心臟，涉及到的是3D打印技術(shù)中難度最高的一個分支——3D生物打印。

不同于普通3D打印使用的PVC塑料或金屬，生物打印使用的材料是人體細(xì)胞和粘合劑。首先需要對人體進(jìn)行CT掃描并通過計算機(jī)軟件分析結(jié)果，建立人體的心臟模型，對細(xì)胞在每層組織中的位置做詳細(xì)說明。其次再將模型進(jìn)行分離，分別打印心臟的各個部件——心臟肌肉、血管、心臟瓣膜和電組織。

首先從成年人的骨髓和脂肪中提取干細(xì)胞，通過采用不同的成長因子，將干細(xì)胞分化成不同類型的其他細(xì)胞；心臟各個部件分別由不同類型的活細(xì)胞構(gòu)成，生物打印機(jī)通過多個可以左右、前后、上下移動的生物打印頭(bioprint head)，根據(jù)模型將相應(yīng)細(xì)胞放在適當(dāng)?shù)奈恢?，直到各個部件的三維結(jié)構(gòu)完成。成功的再造器官至少由數(shù)十億不同類型的活細(xì)胞構(gòu)成，在實驗室里培植和維持細(xì)胞的生命需要特別的程序和設(shè)備，它們需要營養(yǎng)、成長元素以及其他信息的交流。

并且人體細(xì)胞極為“嬌嫩”，確保其在打印過程中成活非常困難，酸度、pH值、養(yǎng)分、二氧化碳等都對細(xì)胞的活性有很大的影響。最后，將打印成型的各部件放入孵化器中進(jìn)行培養(yǎng)，依靠細(xì)胞自身的生物發(fā)育反應(yīng)實現(xiàn)組合。細(xì)胞依靠天然的自我組織性質(zhì)連接血管，最終組合每個部件，促成心臟的發(fā)育。這是3D打印心臟的最后一個步驟，如果一切順利某一天聽到培養(yǎng)皿中傳來的跳動聲，那么人類將再次創(chuàng)造歷史！

目前人類生命科學(xué)的發(fā)展，還遠(yuǎn)不足以完成心臟3D打印這一過程。掌握生命的構(gòu)成結(jié)構(gòu)與創(chuàng)造一個活性機(jī)體之間的距離天差地遠(yuǎn)。人們對生命的認(rèn)識還很有限，生命不是細(xì)胞、血管加神經(jīng)就能簡單復(fù)制的，其中的很多聯(lián)系要比我們想象的復(fù)雜得多。更多挑戰(zhàn)在于迄今為止人類對于微觀世界的理解一直停留在二維水平。即使擁有現(xiàn)代計算機(jī)和制圖軟件，生物學(xué)家也很難從三維立體角度理解細(xì)胞與組織器官之間的相互聯(lián)系。

目前一些醫(yī)學(xué)團(tuán)隊有了一些半成功的嘗試，2014年4月美國Louisville 大學(xué)的團(tuán)隊成功的打印出心臟瓣膜和小靜脈，不過目前還沒有在人體上實驗過。所以，就像人們已經(jīng)掌握了基因圖譜，但是至今也無法合成生命一樣。雖然3D打印心臟有方法了，但“革命尚未成功，同志還需努力”。不過可喜的是，我們已經(jīng)見到過很多3D打印心臟模型被用于制定手術(shù)方案的事例，這無疑為醫(yī)生和病人雙方都帶來了很大的好處。

相信隨著技術(shù)的發(fā)展、普及和相關(guān)費(fèi)用的下降，3D打印在未來很可能會成為一種常規(guī)的醫(yī)療輔助技術(shù)，為更多的病人解除病痛的折磨。伴隨著“阿發(fā)狗”開拓的2016人工智能元年，越來越多的科學(xué)技術(shù)會跨越飛速進(jìn)步，相信未來的某一天3D打印真實人類臟器成為現(xiàn)實，讓我們對科技的發(fā)展多一點(diǎn)信心和期待。