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3D印「心肌」 盼醫傷心人

2017-10-04
■OOI Hon Son利用3D打印及幹細胞技術,打印出一個可以承受心臟跳動的心臟肌肉支架。右為湯啟宇。香港文匯報記者鄭伊莎 攝■OOI Hon Son利用3D打印及幹細胞技術,打印出一個可以承受心臟跳動的心臟肌肉支架。右為湯啟宇。香港文匯報記者鄭伊莎 攝

支架可承受心臟跳動 中大生研究奪專才賽科技獎雙亞軍

香港文匯報訊(記者 鄭伊莎)近年,3D打印及幹細胞技術可打印出軟骨和骨骼等組織,被視為醫學界的奇跡,但要打印出心臟等結構複雜的器官卻是一大難題。中文大學生物醫學工程系學生OOI Hon Son決定向高難度挑戰,經過反覆研究,成功利用3D打印及幹細胞技術,更結合電子工程學的陣列結構,打印出一個可以承受心臟跳動的心臟肌肉支架,未來有望藉此複製出心肌組織取代受損部位,為病人帶來新希望,料10年後可應用。該研究最近奪得青年科技專才比賽亞軍與ASM科技獎亞軍。

3D打印技術是生物醫學工程界的重要研究領域,醫學界普遍認為未來可透過此技術為病人「度身訂做」器官。來自馬來西亞的中大生物醫學工程系5年級生OOI Hon Son在接受訪問時解釋,現有技術雖可製造出軟骨和骨骼等組織,但結構複雜、涉及血管的器官組織,例如心臟,仍面對不少挑戰。

研究有三難 耗時9個月

「與心臟相關的疾病是非常高危的,如果可以打印出一個心肌支架,令它有泵血的功能,將會是一大突破。」Hon Son在好奇心的驅使下,花逾9個月時間去進行相關研究。

他坦言,研究有三大困難,第一是心臟細胞需要持續收縮擴張,產生心臟跳動,但如何令其有泵血的功能並不容易;其次要預留管道空間,容許血液流經心臟組織;最後是要避免3D打印過程出現塌陷。

經過無數次的試驗,Hon Son嘗試過不同的生物材料,同時調校比例,最後成功將生物材料的配方,採用3D打印技術製造出一個心臟支架,並利用幹細胞技術,注入幹細胞及營養液培植,使其生長成一個心肌組織。

由於現時技術未能同時打印心臟血管,Hon Son遂利用電子工程學的陣列結構,模擬血管的運行,令血液可流經打印出來的心臟組織。

取自病人幹細胞 材料無排斥

中大生物醫學工程系系主任湯啟宇補充指,人體的細胞要有居所,而Hon Son設計的心臟支架就如房子一樣可讓細胞居住,承受心臟的跳動,並維持細胞有足夠的營養去成長。由於心臟是不對稱的,利用3D打印技術可製造出不同厚度不同大小的肌肉,便其具備心臟的功能。

Hon Son亦指,因材料是取自病人身上的幹細胞,故打印出來的心臟肌肉組織將不會有任何排斥。他預計每平方吋的支架之生物材料費用約3,000港元,而最精細可達至0.2毫米。

他表示,能製造出心肌組織支架,可方便日後醫生利用掃描技術,檢測受損部位的形狀,並複製出與受損部位一模一樣的心臟組織,移植並取代受損部位。同時,他將會提升心肌支架的精細度,因愈精細,便可愈類近心臟組織。

有關研究最近奪得由香港5間大學組成的青年科技專才比賽亞軍,及ASM太平洋有限公司成立的科技獎亞軍。Hon Son坦言,雖然科研之路艱辛,成功也非必然,但他決心循科研發展,畢業後將留港發展,繼續進行生物醫學工程的研究。

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