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      中國西藏網(wǎng) > 即時新聞 > 國內(nèi)

      心臟逆向工程研究獲新進(jìn)展 生物人工左心室模型培育成功

      發(fā)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(xí)記者張佳欣)據(jù)近日發(fā)表于《先進(jìn)生物學(xué)》月刊的一項研究,加拿大研究人員在實驗室培育出一個小型的人類左心室模型。這種生物人工組織結(jié)構(gòu)由活的心臟細(xì)胞組成,跳動的強(qiáng)度足以將液體泵入生物反應(yīng)器。這種模型可作為實驗平臺,給研究和治療心臟疾病提供新方法。

        多倫多大學(xué)應(yīng)用科學(xué)與工程學(xué)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(xì)胞、組織和器官的功能,所有這些都無需侵入性手術(shù)或動物實驗。此外,還可用它們來篩選藥物分子、測試藥物影響等。

        為了讓實驗室培養(yǎng)的細(xì)胞和組織形成更接近人體中的三維形態(tài),研究團(tuán)隊使用了由生物相容性聚合物制成的微型支架。這種支架通常帶有凹槽或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可在上面種植心肌細(xì)胞,使其在培養(yǎng)液中生長。隨著時間推移,活細(xì)胞生長在一起,形成一個組織。支架的基本形狀或圖案促使生長的細(xì)胞在特定方向上對齊或伸展,還可以用電脈沖來控制它們跳動的速度。

        研究人員創(chuàng)造了一種形狀像平板的支架,由3個網(wǎng)狀板組成。在將細(xì)胞種植到支架上生長大約一周后,再將薄片繞著一個中空的聚合物軸(稱為心軸)滾動。研究人員觀察到,一個由3層重疊的心臟細(xì)胞組成的管子一致跳動,在末端將液體從孔中泵出。管的內(nèi)徑為0.5毫米,高度約為1毫米,與懷孕19周時人類胎兒的心室大小相當(dāng)。

        研究人員表示,所有這些基本都是由一層細(xì)胞制成的,但真正的心臟有很多層,每一層細(xì)胞朝向不同的角度。當(dāng)心臟跳動時,這些層不僅收縮,還會扭曲,有點像擰毛巾把水?dāng)D出來一樣。這使心臟能夠比正常情況下泵出更多的血液。該團(tuán)隊在3塊板上繪制出彼此之間不同角度的凹槽圖案,從而復(fù)制出了這種扭曲排列。

        【總編輯圈點】

        左心室要收納從左心房回流的經(jīng)肺臟氧合的靜脈血,使之成為動脈血后,再將其泵給全身,滿足身體組織器官的需要。它非常重要,如同身體的發(fā)動機(jī)。這次科研人員用細(xì)胞和支架“種”出了一個小小的左心室模型,它只相當(dāng)于一個19周的胎兒的心室大小。模型雖小,但意義重大,這個能跳動、能泵出液體的迷你心室,可以成為心臟類疾病的研究平臺,無需進(jìn)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心室模型產(chǎn)生的作用。

      (責(zé)編: 陳濛濛)

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