苏黎世联邦理工开发可降解3D打印心脏贴片RCPatch，助力心脏组织再生

2025年8月8日，南极熊获悉，苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）与苏黎世大学医院组成的跨学科研究团队，成功开发并动物实验验证了一种新型3D打印强化心脏补片（RCPatch），为心脏缺损修复和心肌组织再生带来新的进展。

3D打印心脏补片RCPatc

心脏病发作后，心脏局部供血中断，导致心肌缺氧坏死，严重时甚至引发心壁破裂，需紧急手术修复。目前临床常用的牛心包补片（BPP）虽具备良好稳定性和渗透性，但因它的生物惰性，长期植入后易引发钙化、血栓及炎症等并发症，且无法与心脏组织整合。

针对现有补片的局限，研究团队在Robert Katzschmann教授与Omer Dzemali教授带领下，创新性地设计了RCPatch。这一补片由三部分组成：用于封闭损伤的细网、3D打印可降解聚合物支架，以及填充活性心肌细胞的水凝胶。3D打印支架采用晶格结构，兼具机械强度与生物可降解性，能够支撑含有心肌细胞的水凝胶填充，并与心脏组织紧密结合。

△强化心脏组织补片概览

Katzschmann表示：“RCPatch可能成为由牛心包制成的传统补片的长期替代品，我们的目标是开发一种不仅可以填补缺陷而且还可以帮助完全修复缺陷的补片。”

这项研究的主要作者Lewis Jones解释说：“传统的心脏补片无法与心脏组织整合，会永久地留在体内。我们希望通过我们的补片来解决这个问题，它可以与现有的心脏组织整合，最终完全降解，不留异物。

△相关研究已发表在《Advanced Materials》期刊上，研究题目为“体积3D打印和熔化电写技术制造可植入增强型心脏组织贴片”（传送门）

实现心脏高压封闭+组织再生

在初步动物实验中，RCPatch已成功植入猪心脏左心室，并在真实血压环境下展现出优异的结构完整性和止血效果。实验结果显示，RCPatch不仅能有效封闭心脏缺损，还能促进心肌细胞的生长与组织再生，有望成为传统牛心包补片的理想替代方案。

Jones表示：“新型3D打印心脏贴片最大的优势在于，细胞与组织结合后，支架会完全降解，这意味着不会留下任何异物。”这三种成分的结合最终形成了一个致密且易于使用的复合心脏补片，部分成分由活细胞构成。

△心脏超材料的设计、制造和特性

初步的动物实验已经证明了该补片能够成功植入并承受心脏高压。研究人员成功阻止了出血并恢复了心脏功能。在猪模型的临床前测试中，RCPatch 用于封闭左心室的人工缺损。并且研究人员已经证明，即便在真实血压条件下，3D打印补片也能保持结构完整性。

研究人员为开发一种适用于人体植入的机械增强型组织工程心脏补片奠定了坚实的基础。从长远来看，RCPatch不仅能够修复心肌损伤，还可能促进心肌再生，最终实现对心脏的完全治愈。下一步，研究人员计划进一步开发这种材料，并在长期动物研究中评估它的稳定性和功能性。