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研究人员可能能够培育替代组织来修补破损的心脏

蜂窝状支架模仿心脏组织,促进细胞生长和协调收缩,这对于未来的心脏修复至关重要。

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研究人员构建了一种类似于天然心脏组织的蜂窝状支架,并发现当他们将这种人工结构与来自年轻大鼠的心脏细胞接种时,这些细胞生长并连接在一起,形成了一种近似正常心肌的状态。

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这些细胞还形成了彼此之间的电连接,使其能够协调收缩——当沿着蜂窝的纵轴施加电场时,这些细胞确实收缩了。“你可以看到细胞在支架上‘跳动’,”[该研究的共同作者]乔治·恩格尔迈尔 (George Engelmayr) 说道[新科学家]。

其他研究人员已经构建了可生物降解的支架,用于培养不同类型的组织,但心脏组织提出了特别的技术挑战。

心脏组织必须足够灵活,才能在心脏收缩时改变形状,但也要足够坚固,才能承受这些收缩产生的巨大力量。因此,研究人员使用了一种聚合物……“它像橡皮筋一样具有弹性,”恩格尔迈尔说,因此它可以承受重复拉伸,同时在降解时仅逐渐失去强度[技术评论]。

在这项发表在自然材料[需要订阅]上的研究中,研究人员发现了一种手风琴状的聚合物结构,导致细胞在一个方向上收缩,而在另一个方向上保持刚性。从短期来看,研究人员表示,这种心脏模拟物将有助于在实验室中测试心脏药物。如果该系统获得批准用于人体,该技术最终可用于“补丁”,以修复心脏病发作后被移除的受损组织,或用于患有先天性心脏缺陷的儿童。更长远来看,科学家希望能够

培养心脏的不同组成部分——例如瓣膜和心肌补丁——这些组成部分可能在十年左右的时间内结合在一起,然后移植到患者体内。“从理论上讲,这将使我们能够制造不同的支架,并最终使用它们来制造心脏的不同组成部分,”恩格尔迈尔博士说。“我们可以培养心脏的各个组成部分,但将它们拼凑在一起是一个相当大的挑战”[独立报]。

相关内容:80beats:研究人员从少数“前体”细胞中培育出血管网络 发现:干细胞能拯救衰弱的心脏吗?图片:G.C. Engelmayr

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