發(fā)布日期：2018-07-25
人類心臟左心室的三維模型圖 圖片來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)23日報道，哈佛大學(xué)研究人員通過生物工程技術(shù)，研制出人類心臟左心室的三維模型，未來可用于藥物檢測以及心率不齊等疾病療法的研究。
該模型利用采于人體心臟細(xì)胞的納米纖維搭成支架來協(xié)助構(gòu)建組織。這種支架如同三維模版，可以引導(dǎo)細(xì)胞及其組織進(jìn)入體外搏動的心室腔。這讓科學(xué)家可以借助使用壓力容積環(huán)、超聲波等臨床通用工具，實現(xiàn)對心臟功能的進(jìn)一步研究。
研究團(tuán)隊主要成員之一、哈佛大學(xué)約翰 A.保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院生物工程與應(yīng)用物理教授基特·帕克說：“整個團(tuán)隊已耗時十余年研究此項目，目標(biāo)是制造出一個完整的心臟。此次進(jìn)展是邁向最終目標(biāo)相當(dāng)重要的一步。”
研究人員表示，這種模型一旦投入使用，其在心血管疾病再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域以及作為體外模型進(jìn)行藥物開發(fā)等相關(guān)研究中，均會產(chǎn)生巨大而廣泛的影響。項目的長期目標(biāo)是實現(xiàn)在醫(yī)學(xué)研究中以人類模型替代動物模型，或彌補(bǔ)動物模型的不足。未來，研究人員可通過收集病人的干細(xì)胞來構(gòu)建組織模型，從而完全復(fù)制出其器官功能和特性。
制造出一個功能完好的心室模型的關(guān)鍵是重塑組織的特殊架構(gòu)。在人類心臟結(jié)構(gòu)中，平行排列的心肌纖維如同支架，引導(dǎo)磚狀的心臟細(xì)胞首尾銜接成線狀排列，形成一個中空的錐形結(jié)構(gòu)。當(dāng)心臟跳動時，心臟細(xì)胞如同手風(fēng)琴一般伸展和收縮。
為制造心室模型，研究人員將可降解聚酯和明膠纖維的聚合物以彈頭形狀放入旋轉(zhuǎn)器。當(dāng)儀器旋轉(zhuǎn)時，纖維將順著同一方向呈線狀排列，因此，會引導(dǎo)細(xì)胞像原生細(xì)胞般運動和收縮。
研究人員稱，下一步將利用源自病人的預(yù)分化干細(xì)胞來進(jìn)行心室模型的研究，這將有利于形成功能更強(qiáng)大的組織結(jié)構(gòu)。（實習(xí)生郭子朔）
來源：科技日報
