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科技日報(bào)實(shí)習(xí)記者?張佳欣

據(jù)近日發(fā)表于《先進(jìn)生物學(xué)》月刊的一項(xiàng)研究，加拿大研究人員在實(shí)驗(yàn)室培育出一個(gè)小型的人類左心室模型。這種生物人工組織結(jié)構(gòu)由活的心臟細(xì)胞組成，跳動的強(qiáng)度足以將液體泵入生物反應(yīng)器。這種模型可作為實(shí)驗(yàn)平臺，給研究和治療心臟疾病提供新方法。

模型心室由活心臟細(xì)胞制成，其跳動的強(qiáng)度足以將液體泵入管內(nèi)。該模型可用于研究心臟病、測試潛在療法，而無需進(jìn)行侵入性手術(shù)。圖片來源：薩爾戈?duì)枴W霍瓦蒂安/加拿大多倫多大學(xué)官網(wǎng)

多倫多大學(xué)應(yīng)用科學(xué)與工程學(xué)院研究人員表示，利用這些模型可測量射血量（每次心室收縮時(shí)排出的血量）和血壓，研究細(xì)胞、組織和器官的功能，所有這些都無需侵入性手術(shù)或動物實(shí)驗(yàn)。此外，還可用它們來篩選藥物分子、測試藥物影響等。

為了讓實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞和組織形成更接近人體中的三維形態(tài)，研究團(tuán)隊(duì)使用了由生物相容性聚合物制成的微型支架。這種支架通常帶有凹槽或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可在上面 種植心肌細(xì)胞，使其在培養(yǎng)液中生長。隨著時(shí)間推移，活細(xì)胞生長在一起，形成一個(gè)組織。支架的基本形狀或圖案促使生長的細(xì)胞在特定方向上對齊或伸展，還可以 用電脈沖來控制它們跳動的速度。

研究人員創(chuàng)造了一種形狀像平板的支架，由3個(gè)網(wǎng)狀板組成。在將細(xì)胞種植到支架上生長大約一周后，再將薄片繞著一個(gè)中空的聚合物軸（稱為心軸）滾動。研究人 員觀察到，一個(gè)由3層重疊的心臟細(xì)胞組成的管子一致跳動，在末端將液體從孔中泵出。管的內(nèi)徑為0.5毫米，高度約為1毫米，與懷孕19周時(shí)人類胎兒的心室 大小相當(dāng)。

研究人員表示，所有這些基本都是由一層細(xì)胞制成的，但真正的心臟有很多層，每一層細(xì)胞朝向不同的角度。當(dāng)心臟跳動時(shí)，這些層不僅收縮，還會扭曲，有點(diǎn)像擰 毛巾把水?dāng)D出來一樣。這使心臟能夠比正常情況下泵出更多的血液。該團(tuán)隊(duì)在3塊板上繪制出彼此之間不同角度的凹槽圖案，從而復(fù)制出了這種扭曲排列。

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