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Circulation Res:重磅!3D打印补丁或有望修复心脏病患者受损的心脏

来源:生物谷 2017-04-19 09:40

图片来源:medicalxpress.com

2017年4月19日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,发表在国际杂志Circulation Research上的一篇研究报告中,来自明尼苏达大学等机构的研究人员通过研究开发出了一种具有革命性的3D生物打印补丁,其能够帮助修复心脏病发作后患者的出现疤痕的心脏组织,该研究对于后效治疗心脏病发作患者机体的组织损伤非常关键。

据美国心脏协会数据显示,心脏病是引发美国人死亡的头号凶手,其每年会引发超过36万人死亡;在心脏病发作期间,患者机体的血流往往不会泵入到心脏肌肉中,从而就会引发心脏细胞死亡;我们的机体无法替换掉这些心肌细胞,因此机体的心脏中就会形成疤痕组织,从而就会使得患者处于心脏功能受损以及未来暴发心力衰竭的风险之中。

这项研究中,研究人员利用基于激光的3D生物打印技术将衍生自成体心脏细胞的干细胞掺入到了一种特殊支架中,这种干细胞就能够在特殊支架生长,并且在实验室的培养皿中还可以实现同步跳动。当将细胞补丁置于模仿心脏病发作的小鼠模型机体中时,研究者发现在接下来四周时间里小鼠机体的心脏功能发生了明显的增加,由于这种补丁是由心脏中土生土长的结构蛋白和细胞组成,其会转变成为心脏中的一部分并且被机体所吸收,这样就可以让患者免于手术了。

研究者Brenda Ogle说道,这是治疗心脏病的一项巨大突破,未来我们或许应该扩展到对大型动物的心脏进行修复,比如人类。这项研究不同于此前研究的一点就在于研究者能够根据原始心脏组织的数字三维结构蛋白开发出这种补丁,这种数字模型能够通过3D打印技术制造出心脏天然的物理结构,未来或有望对衍生自干细胞的心脏细胞类型进行整合,仅利用3D打印技术,研究人员就能够达到一微米的分辨率来模拟原始心脏组织的结构。

研究者非常惊讶这种3D补丁能够让心脏组织具有复杂性,他们也能够观察到支架中排列整齐的细胞,以及跨越补丁结构的持续电信号波。最后Ogle说道,下一步他们还将通过更为深入的研究来开发在猪心脏中进行检测的大型补丁,而猪的心脏和人类心脏在尺寸上非常相似。(生物谷Bioon.com)

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原始出处:

Ling Gao, Molly E. Kupfer, Jangwook P. Jung, et al. Myocardial Tissue Engineering With Cells Derived From Human-Induced Pluripotent Stem Cells and a Native-Like, High-Resolution, 3-Dimensionally Printed Scaffold. Circulation Research (2017). DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.310277.

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