利用心脏细胞纳米支架构建组织

人类左心室三维模型研制成功

2018年07月25日08:46  来源:科技日报
 
原标题:人类左心室三维模型研制成功

据物理学家组织网23日报道,哈佛大学研究人员通过生物工程技术,研制出人类心脏左心室的三维模型,未来可用于药物检测以及心率不齐等疾病疗法的研究。

该模型利用采于人体心脏细胞的纳米纤维搭成支架来协助构建组织。这种支架如同三维模版,可以引导细胞及其组织进入体外搏动的心室腔。这让科学家可以借助使用压力容积环、超声波等临床通用工具,实现对心脏功能的进一步研究。

研究团队主要成员之一、哈佛大学约翰 A.保尔森工程与应用科学学院生物工程与应用物理教授基特·帕克说:“整个团队已耗时十余年研究此项目,目标是制造出一个完整的心脏。此次进展是迈向最终目标相当重要的一步。”

研究人员表示,这种模型一旦投入使用,其在心血管疾病再生医学领域以及作为体外模型进行药物开发等相关研究中,均会产生巨大而广泛的影响。项目的长期目标是实现在医学研究中以人类模型替代动物模型,或弥补动物模型的不足。未来,研究人员可通过收集病人的干细胞来构建组织模型,从而完全复制出其器官功能和特性。

制造出一个功能完好的心室模型的关键是重塑组织的特殊架构。在人类心脏结构中,平行排列的心肌纤维如同支架,引导砖状的心脏细胞首尾衔接成线状排列,形成一个中空的锥形结构。当心脏跳动时,心脏细胞如同手风琴一般伸展和收缩。

为制造心室模型,研究人员将可降解聚酯和明胶纤维的聚合物以弹头形状放入旋转器。当仪器旋转时,纤维将顺着同一方向呈线状排列,因此,会引导细胞像原生细胞般运动和收缩。

研究人员称,下一步将利用源自病人的预分化干细胞来进行心室模型的研究,这将有利于形成功能更强大的组织结构。(实习生 郭子朔)

(责编:刘丹(实习生)、吴亚雄)

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