由明尼苏达大学领导的生物医学工程研究团队创建了一种革命性的3D生物打印补片，能够在心脏病发作后帮助修复带有疤痕的心脏组织。这一发现是治疗心脏病发作后组织损伤患者的重要进步。

该研究发表在《循环研究》杂志上，并已申请专利。研究团队来自明尼苏达大学、威斯康星大学麦迪逊分校和阿拉巴马大学伯明翰分校。

据美国心脏协会统计，心脏病是美国每年导致超过36万人死亡的首要原因。心脏病发作时，流向心肌的血液中断，导致细胞死亡。人体无法替换这些心肌细胞，因此会在该区域形成疤痕组织，导致心脏功能受损并增加未来心力衰竭的风险。

在这项研究中，研究人员使用基于激光的3D生物打印技术，将来自成人心脏细胞的干细胞整合到实验室培养皿中同步生长和跳动的心脏细胞中。

当将这种细胞补片植入模拟心脏病发作后的小鼠体内时，研究人员在短短四周内观察到心脏功能显著改善。由于补片由心脏细胞和结构蛋白制成，它能够融入心脏并被身体吸收，无需额外手术。

明尼苏达大学生物医学工程副教授布伦达·奥格尔（Brenda Ogle）表示：“这是向治疗美国第一大致死疾病迈出的重要一步。我们认为，未来几年内可以将其扩展到修复大型动物甚至人类的心脏。”

奥格尔指出，这项研究与以往不同，因为补片是基于对天然心脏组织结构蛋白的数字三维扫描进行建模的。数字模型利用心脏天然蛋白质进行3D打印，形成生理结构，并进一步整合来自干细胞的心脏细胞类型。只有这种3D打印技术才能实现模拟天然心脏组织结构所需的一微米分辨率。

“我们非常惊讶于补片的工作效率，”奥格尔说，“我们看到细胞在支架中整齐排列，并显示出连续的电信号波穿过补片，这令人鼓舞。”

研究团队已开始开发更大的补片，并计划在猪心脏（大小与人类心脏相似）上进行测试。