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心髒逆向工程研究獲新進展 生物人工左心室模型培育成功

發布時間:2022-07-13 11:16:00來源: 科技日報

  科技日報北京7月12日電 (實習(xi) 記者張佳欣)據近日發表於(yu) 《先進生物學》月刊的一項研究,加拿大研究人員在實驗室培育出一個(ge) 小型的人類左心室模型。這種生物人工組織結構由活的心髒細胞組成,跳動的強度足以將液體(ti) 泵入生物反應器。這種模型可作為(wei) 實驗平台,給研究和治療心髒疾病提供新方法。

  多倫(lun) 多大學應用科學與(yu) 工程學院研究人員表示,利用這些模型可測量射血量(每次心室收縮時排出的血量)和血壓,研究細胞、組織和器官的功能,所有這些都無需侵入性手術或動物實驗。此外,還可用它們(men) 來篩選藥物分子、測試藥物影響等。

  為(wei) 了讓實驗室培養(yang) 的細胞和組織形成更接近人體(ti) 中的三維形態,研究團隊使用了由生物相容性聚合物製成的微型支架。這種支架通常帶有凹槽或網狀結構,可在上麵種植心肌細胞,使其在培養(yang) 液中生長。隨著時間推移,活細胞生長在一起,形成一個(ge) 組織。支架的基本形狀或圖案促使生長的細胞在特定方向上對齊或伸展,還可以用電脈衝(chong) 來控製它們(men) 跳動的速度。

  研究人員創造了一種形狀像平板的支架,由3個(ge) 網狀板組成。在將細胞種植到支架上生長大約一周後,再將薄片繞著一個(ge) 中空的聚合物軸(稱為(wei) 心軸)滾動。研究人員觀察到,一個(ge) 由3層重疊的心髒細胞組成的管子一致跳動,在末端將液體(ti) 從(cong) 孔中泵出。管的內(nei) 徑為(wei) 0.5毫米,高度約為(wei) 1毫米,與(yu) 懷孕19周時人類胎兒(er) 的心室大小相當。

  研究人員表示,所有這些基本都是由一層細胞製成的,但真正的心髒有很多層,每一層細胞朝向不同的角度。當心髒跳動時,這些層不僅(jin) 收縮,還會(hui) 扭曲,有點像擰毛巾把水擠出來一樣。這使心髒能夠比正常情況下泵出更多的血液。該團隊在3塊板上繪製出彼此之間不同角度的凹槽圖案,從(cong) 而複製出了這種扭曲排列。

  【總編輯圈點】

  左心室要收納從(cong) 左心房回流的經肺髒氧合的靜脈血,使之成為(wei) 動脈血後,再將其泵給全身,滿足身體(ti) 組織器官的需要。它非常重要,如同身體(ti) 的發動機。這次科研人員用細胞和支架“種”出了一個(ge) 小小的左心室模型,它隻相當於(yu) 一個(ge) 19周的胎兒(er) 的心室大小。模型雖小,但意義(yi) 重大,這個(ge) 能跳動、能泵出液體(ti) 的迷你心室,可以成為(wei) 心髒類疾病的研究平台,無需進行動物實驗,科研人員可直觀觀察治療手段和各種藥物對這個(ge) 心室模型產(chan) 生的作用。

(責編: 陳濛濛)

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