心脏逆向工程新进展：生物人工左心室模型培育成功

据近日发表于《先进生物学》月刊的一项研究，加拿大研究人员在实验室培育出一个小型的人类左心室模型。这种生物人工组织结构由活的心脏细胞组成，跳动的强度足以将液体泵入生物反应器。这种模型可作为实验平台，给研究和治疗心脏疾病提供新方法。

多伦多大学应用科学与工程学院研究人员表示，利用这些模型可测量射血量(每次心室收缩时排出的血量)和血压，研究细胞、组织和器官的功能，所有这些都无需侵入性手术或动物实验。此外，还可用它们来筛选药物分子、测试药物影响等。

为了让实验室培养的细胞和组织形成更接近人体中的三维形态，研究团队使用了由生物相容性聚合物制成的微型支架。这种支架通常带有凹槽或网状结构，可在上面种植心肌细胞，使其在培养液中生长。随着时间推移，活细胞生长在一起，形成一个组织。支架的基本形状或图案促使生长的细胞在特定方向上对齐或伸展，还可以用电脉冲来控制它们跳动的速度。

研究人员创造了一种形状像平板的支架，由3个网状板组成。在将细胞种植到支架上生长大约一周后，再将薄片绕着一个中空的聚合物轴(称为心轴)滚动。研究人员观察到，一个由3层重叠的心脏细胞组成的管子一致跳动，在末端将液体从孔中泵出。管的内径为0.5毫米，高度约为1毫米，与怀孕19周时人类胎儿的心室大小相当。

研究人员表示，所有这些基本都是由一层细胞制成的，但真正的心脏有很多层，每一层细胞朝向不同的角度。当心脏跳动时，这些层不仅收缩，还会扭曲，有点像拧毛巾把水挤出来一样。这使心脏能够比正常情况下泵出更多的血液。该团队在3块板上绘制出彼此之间不同角度的凹槽图案，从而复制出了这种扭曲排列。

总编辑圈点：

左心室要收纳从左心房回流的经肺脏氧合的静脉血，使之成为动脉血后，再将其泵给全身，满足身体组织器官的需要。它非常重要，如同身体的发动机。这次科研人员用细胞和支架“种”出了一个小小的左心室模型，它只相当于一个19周的胎儿的心室大小。模型虽小，但意义重大，这个能跳动、能泵出液体的迷你心室，可以成为心脏类疾病的研究平台，无需进行动物实验，科研人员可直观观察治疗手段和各种药物对这个心室模型产生的作用。(科技日报实习记者 张佳欣)

标签： 心脏逆向工程 工程新进展 生物人工左心室 模型培育成功