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人造心脏部件亮相 以便更准确地测试新治疗方法

科普小知识2022-10-16 12:12:38
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据国外媒体报道,虽然心脏是一个重要的器官,但很难研究它对疾病和药物的反应。哈佛大学的研究人员现在已经开发了一种人类左心室自发搏动的模型,这标志着设计整个心脏以便更准确地测试新疗法的重要一步。

传统上,研究人员在动物身上测试新药和治疗方法。问题是在人类身上的结果并不完全一样。哈佛团队通过在纳米纤维支架上培养人类心脏细胞来设计新模型。首先,由可生物降解聚酯和明胶结合而成的纤维在收集器上旋转成锥形,由于它们的旋转,所有纤维在同一方向排列。

在基本结构就绪后,研究小组引入了从诱导干细胞培养的活心脏细胞。在三到五天内,这些细胞在整个支架上生长成薄壁组织,并以自然和稳定的方式跳动。为了测试模型对刺激的反应,研究人员接着使用异丙肾上腺素,它开始像真正的心脏一样快速跳动。

为了进行更长期的研究,研究人员建造了一个生物反应器来安全地容纳心室,并配备了可以插入阀门、导管和其他装置的端口来帮助进行实验。有了这种安排,心室在六个月内保持稳定。该研究的主要作者卢克·麦克奎因说:“我们可以长时间研究这个心室,这对于研究病人疾病的进展以及需要一段时间才能采取行动的药物治疗来说,确实是个好消息。”。

该团队计划在下一步中使用从患者身上收集的心脏细胞,这将为疾病的发展或患者治疗效果提供一个更加准确和个性化的模型。研究人员说,这些模型将分享病人的遗传背景和可能改变模仿模型结果的突变。

“这个项目的长期目标是用人类模型代替或补充动物模型,特别是针对病人的人类模型,”麦克奎恩说。“将来,患者干细胞可以被收集起来,用于建立复制其整个器官某些特征的组织模型。”

这项研究发表在《自然生物医学工程》杂志上。