跳动吧，心脏！

心脏骤停的幸存者可能会面临终身心力衰竭。

新疗法将3D打印的心脏贴片直接贴在心脏上。

新浪科技新闻，北京时间3月15日据国外媒体报道，医生经常说，当心脏病发作时，他们必须抓住“第一次机会”(心肌)。心脏需要依靠冠状动脉的持续供氧。一旦血流受阻，氧气供应将停止，心肌细胞将在几分钟内死亡。在许多情况下，超过10亿个心肌细胞将会完全和不可逆地死亡，除非医生能在一小时内解除堵塞。

幸存者通常终身患有心力衰竭，在英国，这类患者的数量约为45万。在心脏病发作后的五年里，他们的存活率只有50%。"他们的心脏最终变得极其虚弱，无法维持足够的血液供应，最终完全停止了功能。"剑桥阿登布鲁克医院的心脏病专家桑杰·辛哈指出。

但是在接下来的五年内，再生医学可能会提供一种全新的疗法:培育有活力、跳动的“心脏补丁”

与皮肤和肝脏等器官不同，心脏的自我修复能力非常有限。心肌细胞的年复制率仅为0.5%，不能修复任何严重损伤。死亡细胞将被厚而硬的疤痕组织取代，导致心脏这一部分功能完全丧失。

目前，心力衰竭患者的唯一选择是接受心脏移植。然而，由于缺乏器官捐赠者，英国每年只能进行200例心脏移植。“我认为我们永远无法获得足够的器官，因为年轻且心脏强壮的捐赠者数量有限。”辛哈指出，“很少有人死于交通事故或头部受伤，他们的心脏仍然可以移植。”

干细胞医学可以提供一种替代疗法。在临床试验中，科学家从病人的血液或骨髓中提取能够分化成多种细胞的干细胞，然后将单个干细胞直接注入受损的心脏，试图“重塑”它。

虽然这种疗法能够成功地再生受损的血管并改善心脏的血流供应，但是它们在修复受损心肌细胞的主要问题上并没有取得很大的成就。科学家认为，这是因为95%的干细胞不能附着在心脏上，而是会立即被血流带走。

但是辛哈和来自剑桥大学干细胞研究中心的干细胞生物学家小组提出了一个稍微不同的解决方案:使用心脏补片。

他们在实验室的小培养皿中培育了一些小的、跳动的心肌切片，每个切片的面积小于2.5平方厘米，厚度约为半厘米。他们对血细胞进行了重新编程，使其成为一种特殊类型的干细胞，这种干细胞可以转化为各种类型的体细胞，如本实验所需的心肌细胞、血管细胞和心外膜细胞。然后，科学家在特殊的支架上培养这些心脏细胞群，使它们的结构接近真正的心脏组织。

“我们相信这些补片很有可能被病人的心脏自然吸收，因为我们培养的组织包含所有类型的细胞，可以相互交流，并且已经具有跳动和收缩的功能。我们知道心外膜细胞对协调心肌发育特别重要，因为研究表明，在胚胎发育期间，心外膜和发育中的心脏经常相互作用。”

辛哈正准备用这些补丁进行实验。首先，老鼠将被用作实验对象，然后猪将被测试。如果一切按计划进行，他将在五年内进行第一次人体试验。

心跳吧

这不是巧合。在美国，来自斯坦福大学、杜克大学和威斯康星大学的科学家团队也在尝试开发心脏补片。

他们对未来的设想与辛哈的相似:结合超声波和磁共振成像来定位心脏中的疤痕组织。然后，根据疤痕形状，通过3D打印制造任何形状或尺寸的定制心脏补片。然后医生打开病人的胸腔，将补片直接贴在心脏上，并将其连接到现有的静脉和动脉。

“对于严重心力衰竭的患者，我们将在心脏的不同部位贴上多个贴片。因为心脏会膨胀以适应损伤。”参与这项研究的威斯康辛大学再生医学教授蒂姆·蒂姆·坎普指出，“形状可以从橄榄球变成气球或篮球。”

这种方法的主要挑战是如何将贴片与心脏结合以确保同步跳动。一旦两者之间的电连接有缺陷，就会引发心律不齐。

“我们可以通过手术将补片贴在心脏上，但是我们不能强迫他们‘携手合作’”坎普解释道。“但我们希望实现这一点。根据我们的预期，引起心肌收缩的电信号也可以用来驱动补片以同样的速度收缩。”

辛哈认为，克服这些挑战不仅可以挽救病人的生命，还可以大大降低治疗成本。

英国心脏移植手术的价格约为50万英镑(438.5万元人民币)，其中包括住院费用。然而，对于成千上万不能接受移植手术的病人来说，后续治疗和反复住院的费用可能更高。相比之下，目前心脏补片疗法的估计价格仅为7万英镑(约合61.4万元人民币)。

此外，由于这些贴片是从患者自身的血液中培养出来的，患者不会有许多复杂的心脏移植的情况，如注射高剂量的免疫移植药物等。"受损的心脏是一个高度发炎的环境，新组织难以存活。"坎普指出，“心脏补片的优点是它们来自病人自己，所以心脏不会有排异反应。”

研究人员表示，这项技术将改变全球数百万患者的生活。辛哈说:“心力衰竭可能会导致病人无法照顾自己。”。“它总是让人筋疲力尽，甚至无法爬几级楼梯。然而，有史以来第一次，我们相信我们可以培养出活的心脏组织，它不仅与病人自己的组织完全一样，而且还能神奇地与原始细胞结合，共同发挥正常的生理功能。如果我们能在接下来的几年里做进一步的修改，以确保这项技术是100%安全的，我们就可以用它来帮助这些病人重新过上正常的生活。”