尽管心血管疾病的研究在过去几十年取得了进展,但心脏病仍然是世界范围内导致死亡的主要原因。事实上,单是心脏性猝死(SCD)就占高达20%在所有的死亡中。

但是,一种道德的、更精确的替代现有方法的方法可能由一种人体心室的微型工作模型.根据一份报告,这种新模式可以为创造新的药物和治疗方法,并进一步研究心血管疾病铺平道路ScienceAlert

逆向工程心脏:T大学工程团队创造生物人工左心室
(图片来源:多伦多大学工程新闻)

心脏的微型出口室

一种毫米长(0.04英寸)的血管,复制了人类胚胎心脏的肌肉出口室多伦多大学以及加拿大蒙特利尔大学。它不仅能真实地跳动,而且还能泵出液体!

人类心脏的左心室负责将新含氧血液输送到主动脉,然后输送到身体的各个部位。

多伦多大学的生物医学工程师Sargol Okhovatian说,这种新模型可以同时监测流体压力和射血量,射血量是指每次心室收缩时排出的液体量。

值得注意的是,研究健康或患病心脏如何分配血液的方法通常只有几种。

ScienceAlert表示,真实的模型可以由没有功能的器官提供,比如那些在尸检过程中被移除的器官。尽管组织培养可以让我们对生物化学的运作有一个初步的了解,但它们无法复制一个三维的、脉动的物体的水力学。

尽管这未必是最合乎道德的决定,但使用动物模型也能让科学家们评估心脏在受到新疗法影响时是如何作为泵工作的。但这种新模式可以拓展其他选择。

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心脏是如何形成的

这种新的类似心脏的器官是在实验室中使用合成和生物材料合成的,年轻大鼠的心血管组织作为细胞的来源,随后在一层由聚合物打印的支架上生长,支架上有凹槽,以引导组织的生长。

巨大的最后一个腔室通过有力的一击将血液挤压到主动脉中,新模型将其推动成类似于心肌纤维的排列。

研究小组利用一种锥形轴,他们称之为心轴,将三层堆叠的心脏细胞转化为模拟脉冲室的模型。

血管的内直径不到0.5毫米(0.02英寸),压力约为成年人心脏的5%,几乎不允许它排出液体,但该模型仍然是一个概念的证明,最终可能会扩展到包括更多的组织层,描绘出一个更强大的系统。

多伦多大学化学家、资深作者Milica Radisic说,这些模型不需要侵入性手术或动物试验,不仅可以检查细胞功能,还可以检查组织和器官功能。

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作者:华金·维克多·塔克拉

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