生物工程活心脏瓣膜

卡塔尔大学的研究人员与伦敦帝国理工学院、美国Biostage公司和黎巴嫩贝鲁特美国大学合作，在开发可随身体生长并与患者自身组织融合的活心脏瓣膜方面取得了进展。

团队生成了心脏瓣膜结合了纳米技术，3d打印和组织工程这涉及到最近开发的将活细胞培育成功能性组织或器官的技术。组织工程技术已经成功应用于人类皮肤和膀胱的发育。

卡塔尔大学的工程师兼首席研究员Anwarul Hasan说:“生物工程器官和组织的需求量很大，特别是由于器官捐赠者的严重短缺。”

的需要心瓣膜的发病率特别高:心脏瓣膜疾病是心脏衰竭最常见的原因之一。仅在美国，每年就有超过9万人需要心脏瓣膜置换。

生物工程心脏瓣膜克服了机械瓣膜和生物假肢瓣膜的一些问题，这是目前心脏瓣膜置换的两种主要选择。机械瓣膜通常由金属制成，需要患者终生服用血液稀释剂，而生物假肢由动物组织制成，寿命有限，必须在10到20年后更换。这两种瓣膜都不能随着时间生长，也就是说年轻患者在他们的生命中可能需要进行几次瓣膜更换手术。

哈桑说:“生物工程组织瓣膜将持续更长的时间，被身体采用而不会产生排斥反应，并随着患者的生长而生长。”

为了对心脏瓣膜进行生物工程改造，该团队首先制作了一个形状像心脏瓣膜的3d支架，使用了一种特殊的纳米纤维为基础的生物材料，这种材料坚固、灵活、可生物降解。然后他们将活的心脏干细胞注入支架，并在组织培养箱中培养。这些细胞在15天的时间里生长和繁殖，逐渐和部分取代了支架，支架慢慢降解。这一过程预计将在植入后继续在体内进行，直到瓣膜与患者的原生组织完全融合。

研究人员开发了一种模拟心脏系统的新方法，这使他们能够测试经过改造的瓣膜如何影响血流。结果表明，组织工程心脏瓣膜模仿了天然心脏瓣膜的功能，在与商用心脏瓣膜相似的速度和压力下有效地打开和关闭。

到目前为止，这种组织工程心脏瓣膜只在实验室中进行过测试。该团队下一步计划在各种条件下对活体动物的瓣膜进行测试，以评估它们是否可以安全地用于人类。例如，需要更长期的实验来充分了解体内的降解和细胞生长过程。

美国每年约有2.5万人死于心脏病，欧盟每年约有3%的猝死阀缺陷。由于人口老龄化，这些数字预计将在未来50年翻三倍。

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