新型“组织维可牢”可帮助修复受损心脏

多伦多大学的工程师们刚刚让组装功能性心脏组织变得像系鞋带一样简单。该团队已经创造了一种生物兼容的支架，它可以让跳动的心脏细胞薄片像魔术贴一样粘合在一起。

该项目负责人、生物医学工程师Milica Radisic教授说:“其中一个主要优势是使用方便。”“我们可以在需要之前立即构建更大的组织结构，并同样容易地拆卸它们。我不知道还有什么其他技术可以提供这种能力。”

日益增长的心肌细胞在实验室里并不是什么新鲜事。问题是，这些细胞往往与人体中的细胞不同。真正的心脏细胞在充满蛋白质支架和支持细胞的环境中生长，帮助它们形成细长的搏击机器。相比之下，实验室培养的细胞往往缺乏这些支撑，往往是无定形和弱。拉迪奇和她的团队专注于工程人工环境，使其更接近细胞在体内看到的东西，从而产生更坚韧、更健壮的细胞。

两年前，雷迪奇和她的团队发明了的Biowire在这个实验中，心脏细胞在丝绸缝合线周围生长，模仿真正的肌肉纤维在心脏中生长的方式。Radisic实验室的博士生张博阳说:“如果你认为单个纤维是一维结构，那么下一步就是创建二维结构，然后将它们组装成3D结构。”张和实验室的另一名博士生迈尔斯·蒙哥马利(Miles Montgomery)是目前这项研究的共同主要作者科学的进步．

张和他的同事使用一种叫做POMaC的特殊聚合物，为细胞周围的生长创造了一个2D网格。它的形状有点像蜂巢，只是孔不是对称的，而是一个方向比另一个方向宽。关键是，这提供了一个模板，使细胞排列在一起。当受到电流刺激时，心肌细胞会一起收缩，导致柔性聚合物弯曲。

接下来，研究小组将t形柱子固定在蜂巢顶部。当第二张纸放在上面时，这些柱子就像小钩子一样，从蜂巢的孔中伸出来，咔嗒咔嗒地就位。这个概念和魔术贴的塑料钩和环是一样的，魔术贴本身就是基于植物用来把种子拴在路过的动物身上的毛刺。

令人惊讶的是，组装好的薄板几乎立即开始工作。“只要你把它们按在一起，它们就会开始跳动，当我们施加电场刺激时，我们就会看到它们同步跳动，”Radisic说。该团队已经创造了三层厚的分层组织，有各种各样的配置，包括小棋盘。

该项目的最终目标是创造可以用来修复受损心脏的人造组织。该技术的模块化特性应该使为每个患者定制移植物更加容易。Radisic说:“如果你有这些小的构建模块，你就可以在手术时建立你需要的任何大小的组织。”聚合物支架本身是可生物降解的;在几个月内，它会逐渐分解并被身体吸收。

最重要的是，这项技术并不局限于心脏细胞。“我们在这篇论文中使用了三种不同的细胞类型;心肌细胞，成纤维细胞和内皮细胞但从概念上讲，这确实没有限制，”拉迪奇说。这意味着其他研究人员可以使用这个支架来构建分层结构，模仿各种组织，从肝脏到肺。这些人造组织可以用于在现实环境中测试新药。

此外，随意组装和拆卸它们的能力可以使科学家获得比目前更详细的细胞反应信息。“你可以把中间层拿出来，看看是什么细胞雷迪奇说。“然后你可以在这一层上应用一种可以导致分化或增殖的分子。然后你可以把它放回组织中，看看它如何与剩下的层相互作用。”

下一步是测试该系统在体内的运行情况。拉迪奇和她的团队正在与医学研究人员合作，设计植入实验，使该项目离临床更近一步。bob88体育平台登录

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