在过去的十年中，3D打印的进步为生物工程师构建心脏组织和结构带来了新的可能性。他们的目标包括创建更好的体外平台，以发现心脏病的新疗法(心脏病是美国的主要死亡原因，约占全国五分之一的死亡人数)，并使用3D打印的心脏组织来评估哪些治疗方法可能最有效在个别患者中。
更遥远的目标是制造可植入的组织，可以治愈或替换患者心脏内有缺陷或患病的结构。
在《自然材料》杂志上发表的一篇由美国国家科学基金会支持的论文中，哈佛大学约翰保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员报告了一种注入明胶纤维的新型水凝胶墨水的开发，该墨水能够通过3D打印功能性材料。心室。
他们发现，纤维注入凝胶(FIG)墨水可以让心肌细胞打印成心室形状，像人类心室一样排列和协调跳动。
SEAS研究员、该论文的第一作者SujiChoi表示：“人们一直在尝试复制器官结构和功能，以测试药物的安全性和有效性，以此来预测临床环境中可能发生的情况。”
但到目前为止，仅靠3D打印技术还无法实现心肌细胞的生理相关排列，心肌细胞负责以协调的方式传输电信号以收缩心肌。
“我们启动这个项目是为了解决生物组织3D打印的一些不足之处，”SEAS疾病生物物理学小组负责人、该论文的高级作者Kevin“Kit”Parker说。
创新在于在可印刷油墨中添加纤维。
“FIG墨水能够流过打印喷嘴，但一旦打印出结构，它就会保持其3D形状，”Choi说。“由于这些特性，我发现可以打印类似心室的结构和其他复杂的3D形状，而无需使用额外的支撑材料或支架。”
当Choi使用Fig墨水打印2D和3D结构时，心肌细胞与墨水内纤维的方向串联排列。通过控制打印方向，崔可以控制心肌细胞的排列方式。
当她对由无花果墨水制成的3D打印结构施加电刺激时，她发现它触发了与这些纤维方向一致的协调收缩波。在心室形状的结构中，“看到心室实际上以与真实心室相似的方式泵血，真是令人兴奋，”Choi说。