人造心肌可以帮助拯救生命

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杜克大学的生物医学工程师创造了他们所说的世界上第一个人造心肌,它有一天能够减少复杂昂贵的心脏移植手术的需求

因为心脏肌肉在心脏病发作后不能自我再生,受影响的心肌会死亡并变成疤痕组织,导致充血性心力衰竭,最终导致患者死亡,除非通过移植手术取代受损的心脏

杜克大学的科学家们说,他们的实验室培养的组织嫁接到心脏受到永久性损伤的人类心脏上,可以让心脏传递电信号,使器官可以继续跳动并抽血

研究结果于周四在Nature Communications上发表

人体心脏补片由人类干细胞产生,起到心脏肌肉的作用,可以看到痉挛性地在培养皿中痉挛性地跳动,如在胶片上捕获的那样

在由杜克生物医学工程博士生Ilya Shadrin进行的研究中,研究人员在实验室确认了他们的研究结果,并计划在猪身上测试生物医学组织

该项目的杜克生物医学工程师之一Nenad Bursac表示,在有缺陷的人类心脏上使用心脏补片至少还需要十年的时间

在该研究中测试的方形贴片尺寸为4厘米×4厘米,比之前2013年Duke研究人员创造的人造心脏肌肉大30倍

“它肯定会解决一个巨大的问题,”Bursac说

“你会得到更便宜的疗法,可能会以更普遍的方式应用,因为我们不会像我们心脏移植那样缺乏捐赠者

”较小版本的组织贴片产生肌肉收缩并导电在实验室大鼠中冲动一个月,研究的持续时间

但较大的贴片是纸质薄的,需要至少2至3毫米厚才能具有足够的肌肉力量来为成年人抽血

Bursac已经在更换或重建受损心脏组织领域工作了大约20年

他说,这项心脏研究领域的潜在医学突破创造了一个非常拥挤和竞争激烈的领域

Duke研究中测试的贴片是人类心脏足够大的第一个贴片

一项重大突破北卡罗来纳大学研究员李谦一直致力于研究和开发将瘢痕组织遗传重新编程为活体肌细胞的技术,而不是替代死亡的组织块

钱和其他研究人员在2012年的一篇论文中首次证明了遗传细胞转化的可能性,但是他们的突破只在大约10%的死细胞上取得了成功,她和其他人正在完善生物技术

由于干细胞产生的人工活组织的大小,钱将杜克研究描述为“重大突破”

将实验室产生的组织移植到人的心脏上会带来与心脏移植相同的风险和挑战

外来植入物可能被患者拒绝,或者人造肌肉可能会随着时间的推移而失效

脉动贴片必须同步以匹配其宿主的搏动速率,否则会使患者的心脏暴露于危险的心律失常

在大鼠研究中,贴片未电气同步以匹配心率

它被嫁接到瘢痕组织上,但被其余大鼠心脏的死肌隔离

Bursac说,一次重大的心脏病发作可以杀死多达四分之一的成年人心脏中40万个细胞,这些细胞是从血流中切断的

作者:庆帑