哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的刘易斯实验室是生物打印领域的又一重要参与者，最近宣布了一项新技术，可以实现3D打印心脏。该实验室由詹妮弗·刘易斯（Jennifer A． Lewis）教授领导。

技术原理

这种新的生物打印技术称为SWIFT，是牺牲性写入功能组织（sacrificial writing into functional tissue）的首字母缩写。它将活细胞作为基质，将血管通道打印到其中。然后，通过加热除去3D打印材料，留下应作为血管结构的通道，让血液流过。
常规3D生物打印技术可与需要在生物反应器中成熟的细胞一起使用，以“存活”并获得3D打印器官内所需的特定功能。这些技术中使用的生物墨水也缺乏人体组织的实际密度。SWIFT技术绕开了这两个问题，因为它可以与已经以所需密度包装的活细胞一起使用。

该研究小组成功地将3D打印的血管通道打印到了活心脏来源的细胞中，从而形成了像活心脏一样跳动的心脏组织。组织保持存活并同步跳动7天，证明3D打印的血管通道可按预期发挥功能。

Biolife4D：微型心脏

总部位于芝加哥的Biolife4D公司，目标是使用生物工程和3D打印技术，制造以移植为目的的人类心脏。

在2018年，他们成功地展示了人类心脏组织补丁的实际生物印记，这意味着组织具有血流并且可以像真正的心脏一样收缩。这些心脏组织贴片可用于恢复急性心力衰竭患者的受损心脏部分。

技术原理

为了产生这些补丁，通过MRI机器获取患者心脏的3D数字模型。然后，使用患者自己的心脏细胞，结合营养物质和其他生物材料，创建生物墨水。最后，组织补丁经过3D打印并在生物反应器中成熟，直到可以移植。

在2019年9月，他们宣布了另一个重大突破：成功的迷你心形3D打印机。他们声称，它使用自己的具有人类心脏特性的生物墨水制成，复制了人类心脏的许多特征。Biolife4D还改进了其生物打印算法，专门针对心脏3D打印进行了优化。

根据Biolife4D的说法，有了这个新的里程碑，只需“优化我们的工艺并扩大技术范围”即可实现其最终目标：成功移植的全尺寸、功能性3D打印心脏。

ETH＆SAT：人工心脏瓣膜

△这些3D打印心脏瓣膜可以替代实际患者中的渗漏或损坏的瓣膜（来源：Science Business）

尽管未进行生物打印，但2017年，瑞士科技大学ETH Zurich的一组研究人员发表了一篇论文，描述了用有机硅3D打印的功能性跳动心脏。

他们与人类心脏的大小大致相同，并且具有相同的功能，它们的工作证明了我们正在迅速地实现无需移植就可以替代心脏的能力。

技术原理

就像真正的人类心脏一样，这种硅胶打印体具有左右心室以及通过压缩空气驱动泵送动作的腔室。主要限制是3D打印的心脏只能持续大约30分钟或3，000拍，然后材料会降解和减弱。

在2019年，同一研究小组与南非公司Strait Access Technologies合作开发了人造3D打印心脏瓣膜，可替代真实患者中的渗漏或损坏的瓣膜。这些部件以与身体兼容的材料进行3D打印，并提供与常规更换阀相同的血流功能。
尽管已经存在用于移植的人造心脏瓣膜，但瑞士研究人员开发的人造心脏瓣膜的针对每个患者量身定制的。得益于MRI和CT成像，每个阀门都可以专门设计以实现完美的配合。