3D列印出的心臟肌泵功能正常
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07-17
來源：科技日報
美國明尼蘇達大學研究人員在最新一期《循環研究》雜誌上發表報告稱，他們在實驗室中用人類細胞3D列印出了功能正常的厘米級人體心臟肌泵模型。研究人員稱，這種能夠發揮正常功能的心臟肌泵模型系統對於心臟病研究來說具有重要意義，而他們的成果向製造人類心臟這樣的大型腔室模型邁出了關鍵一步。
使用3D生物列印技術製造類人體器官組織，是目前的一個研究熱點。此前，明尼蘇達大學研究人員曾嘗試利用人類誘導多能幹細胞來列印心臟肌泵模型。他們將多能幹細胞重新編程為心肌細胞，然後使用專門的3D印表機在三維結構中列印它們。由於不能達到使心肌細胞真正發揮作用的臨界細胞密度，他們一直未能創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。他們優化了由細胞外基質蛋白製成的專用生物墨水，使其能夠促進人類誘導多能幹細胞增殖和心肌細胞分化，然後將這種生物墨水與人類誘導多能幹細胞混合在一起，使用專門的3D印表機列印出類心臟腔室的有孔結構。幹細胞首先會在該結構中擴增，不斷提高細胞密度，然後再原位分化為心肌細胞。利用這種方法，研究人員在不到一個月的時間內實現了提高心肌細胞密度的目標，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。
這一心肌模型長約1.5厘米，是研究人員專門設計的。這樣的尺度很適合小鼠模型，可被放置於小鼠腹腔，用於進行相關研究。
研究人員指出，具有正常功能的心臟肌泵模型系統對於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，用於追蹤心臟結構在細胞和分子水平上的變化，研究心臟病藥物和療法的效果。
