心脏病是一种有着广泛影响的常见疾病，据美国心脏病协会提供的数据，心脏病在美国是疾病致死的头号杀手，每年有超过36万人由于心脏病而丧生。在心脏病发作过程中，患者会发生心肌细胞缺血和细胞死亡。而正常情况下，我们的身体没有可以替代的心肌细胞，从而在心脏上形成瘢痕组织。这使得患者出现心脏功能受损，未来出现心脏病发作和心力衰竭的风险也不断加大。

所以能够有效的修补心脏破损就显得很有必要。在这项研究中，研究人员用3D打印技术将来自于成人心脏细胞的干细胞合并到一起，“打印”出了一张心脏补丁。在实验室的培养皿中，这张补丁就像是心脏细胞一样，开始生长和同步跳动。

▲培养皿中的心脏补丁能自发跳动（图片来源：University of Minnesota）

来自明尼苏达大学生物工程学院的副教授 Brenda Ogle博士指出，这项研究与此前的研究有所不同。这项技术通过高精度的3D打印，实现了模拟天然心脏组织结构所需的1微米分辨率。此外，3D打印采用了原生结构蛋白将数字模型转化为物理结构，然后进一步整合来自于干细胞的心脏细胞类型。

这块心脏“补丁”跳动的样子如上方动图所示。当这块“补丁”被替换到心脏病发作后的小鼠体内时，研究人员发现在仅仅过了4周后，小鼠的心脏功能就有了显著的增强。由于“补丁”的细胞和结构蛋白是来自于心脏，它会成为心脏的一部分并被吸收到身体中，不需要进一步的手术。

这块“补丁”在很大限度上实现了对原生心脏组织的模拟，以及对心脏病发作后损伤的心肌细胞实现了有效修复。

Ogle博士表示，“这在治疗头号致死疾病上迈进了显著的一步。”未来的几年里，它有望被应用到小鼠之外的大型动物中，这可能包括了人类。（康健新视野）