沒有安全的方法來近距離觀察人的心臟，因為它正在工作：你不能只是把它拿出來，看看，然后再放回去?？茖W家們嘗試了不同的方法來解決這個問題根本問題：他們將尸體心臟連接到機器上以使其再次泵送，將實驗室培養(yǎng)的心臟組織連接到彈簧上以觀察它們的膨脹和收縮。每種方法都有其缺陷：復活的心臟只能跳動幾個小時;彈簧無法復制作用于真實肌肉的力量。但更好地了解這個重要器官是當務之急：根據(jù)疾病控制和預防中心的數(shù)據(jù)，在美國，每 36 秒就有一人死于心臟病。
現(xiàn)在，一個由工程師、生物學家和遺傳學家組成的跨學科團隊開發(fā)了一種研究心臟的新方法：他們用納米工程部件和人類心臟組織的組合構建了一個心腔的微型復制品。沒有彈簧或外部電源——就像真的一樣，它只是自己跳動，由干細胞生長的活心臟組織驅動。該設備可以讓研究人員更準確地了解器官的工作原理，使他們能夠追蹤心臟在胚胎中的生長情況，研究疾病的影響，并測試新療法的潛在有效性和副作用——所有這些都以零風險患者，無需離開實驗室。
波士頓大學領導的這個小工具背后的團隊 - 綽號 miniPUMP，正式名稱為心臟微型化精密單向微流體泵 - 表示該技術還可以為構建其他器官的實驗室版本鋪平道路，從肺到腎臟。他們的發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在《科學進展》上。
“我們可以以前所未有的方式研究疾病進展，”波士頓大學工程學院教授兼機械工程系主任 Alice White 說。“我們選擇研究心臟組織是因為它的力學特別復雜，但我們表明，當你采用納米技術并將其與組織工程相結合時，就有可能將其復制到多個器官中。”
據(jù)研究人員稱，該設備最終可以加快藥物開發(fā)過程，使其更快、更便宜。研究人員可以在一開始就使用 miniPUMP 來更好地預測成功或失敗，而不是花費數(shù)百萬甚至數(shù)十年的時間將一種藥用藥物通過開發(fā)管道，只是看到它在人體測試時落入最后的障礙。
該項目是 CELL-MET 的一部分，CELL-MET 是一個由 BU 領導的多機構國家科學基金會細胞超材料工程研究中心。該中心的目標是再生患病的人類心臟組織，建立一個由科學家和行業(yè)專家組成的社區(qū)，以測試新藥并為因心臟病發(fā)作或疾病受損的心臟制造人造可植入貼片。
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