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3D打印出的心臟肌泵功能正常已在《循環(huán)研究》雜志上發(fā)表報(bào)告

2020-07-17 14:37:17來源：科技日報(bào)

美國明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員在最新一期《循環(huán)研究》雜志上發(fā)表報(bào)告稱

，他們在實(shí)驗(yàn)室中用人類細(xì)胞3D打印出了功能正常的厘米級人體心臟肌泵模型...

美國明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員在最新一期《循環(huán)研究》雜志上發(fā)表報(bào)告稱

，他們在實(shí)驗(yàn)室中用人類細(xì)胞3D打印出了功能正常的厘米級人體心臟肌泵模型。研究人員稱

，這種能夠發(fā)揮正常功能的心臟肌泵模型系統(tǒng)對于心臟病研究來說具有重要意義

，而他們的成果向制造人類心臟這樣的大型腔室模型邁出了關(guān)鍵一步

。

使用3D生物打印技術(shù)制造類人體器官組織，是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)

。此前

，明尼蘇達(dá)大學(xué)研究人員曾嘗試?yán)萌祟愓T導(dǎo)多能干細(xì)胞來打印心臟肌泵模型。他們將多能干細(xì)胞重新編程為心肌細(xì)胞

，然后使用專門的3D打印機(jī)在三維結(jié)構(gòu)中打印它們

。由于不能達(dá)到使心肌細(xì)胞真正發(fā)揮作用的臨界細(xì)胞密度

，他們一直未能創(chuàng)建出具有正常功能的心臟肌泵模型。

此次

，研究人員嘗試了一種新方法

。他們優(yōu)化了由細(xì)胞外基質(zhì)蛋白制成的專用生物墨水，使其能夠促進(jìn)人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞增殖和心肌細(xì)胞分化

，然后將這種生物墨水與人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞混合在一起

，使用專門的3D打印機(jī)打印出類心臟腔室的有孔結(jié)構(gòu)。干細(xì)胞首先會在該結(jié)構(gòu)中擴(kuò)增

，不斷提高細(xì)胞密度

，然后再原位分化為心肌細(xì)胞。利用這種方法

，研究人員在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了提高心肌細(xì)胞密度的目標(biāo)

，從而使心臟肌泵模型具有了正常的心肌功能，能夠像人的心臟一樣跳動(dòng)

。

這一心肌模型長約1.5厘米

，是研究人員專門設(shè)計(jì)的。這樣的尺度很適合小鼠模型

，可被放置于小鼠腹腔

，用于進(jìn)行相關(guān)研究。

研究人員指出

，具有正常功能的心臟肌泵模型系統(tǒng)對于心臟病研究具有重要意義

，他們的成果可能會對心臟研究產(chǎn)生變革性的影響。新模型會成為研究心臟功能的寶貴工具

，用于追蹤心臟結(jié)構(gòu)在細(xì)胞和分子水平上的變化

，研究心臟病藥物和療法的效果。(記者劉海英)

責(zé)任編輯：孫知兵

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