Гарвардский научно-исследовательский институт разрабатывает технологию 3D-печати сердца, и напечатанные нити сердца могут расти сами по себе

В Докладе об оценке состояния здоровья в мире за 2019 год, опубликованном Всемирной организацией здравоохранения в декабре 2020 года, сердечно-сосудистые заболевания были основной причиной смерти во всем мире за последние 20 лет, а болезни сердца унесли жизни больше людей, чем когда-либо прежде. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний увеличилась более чем на 2 миллиона с 2000 года, увеличившись до почти 9 миллионов в 2019 году.

Есть много тяжелобольных пациентов, которым требуется пересадка сердца, но ожидание всегда слишком долгое, и нередко приходится ждать более шести месяцев или даже до того, как жизнь закончится. Таким образом, нам нужны более эффективные альтернативы сердечной ткани.

В 2017 году исследовательская группа из ETH Zurich использовала технологию 3D-печати для создания искусственного силиконового сердца, которое бьется как орган в человеческом теле, но тесты в то время показали, что его можно использовать всего от 30 до 45 минут.

В 2019 году исследователи из Тель-Авивского университета в Израиле успешно напечатали первое трехмерное сердце с использованием клеток пациента и биоматериалов. Хотя это целое сердце, включая кровеносные сосуды и желудочки, оно размером с сердце кролика.

Регенеративные возможности самого сердца ограничены.Хотя эти искусственные сердца имеют определенные достижения, они не могут имитировать высокоструктурированное строение и сложные функции миокарда, и их роль в восстановлении сердечной деятельности, естественно, ограничена.

Теперь команда Дженнифер Льюис из Гарвардского института биологической инженерии имени Висса и Гарвардской школы инженерии и прикладных наук (SEAS) разработала новый набор методов инженерии сердца.

Этот подход является усовершенствованием существующей технологии биопечати Wyss SWIFT, построенной на основе платформы 3D-биопечати. Платформа, разработанная исследователями, имеет 1050 отдельных лунок, каждая из которых содержит по два микропиллара.

Предварительно собранные строительные блоки сердечного органа (OBBs) были сформированы с использованием искусственно индуцированных плюрипотентных кардиомиоцитов, полученных из стволовых клеток (hiPSCs-CMs), которые затем были удалены из микропилларов и использованы в качестве сырья для изготовления плотных биочернил с использованием 3D-принтера во время процесс печати Движение головки для дальнейшего выравнивания.

После испытаний исследователи смогли напечатать сложные и разнообразные массивы выровненных листов сердечной ткани, которые были организованы и функционировали как настоящий человеческий миокард.

Чтобы проверить сократительные характеристики напечатанных структур сердца, исследователи также напечатали «большие нити», соединяющие две большие колонны, и обнаружили, что сократительная сила и скорость сокращения, производимые нитями, увеличивались в течение 7 дней, что указывает на то, что сердце тонкое. Нити продолжают созревать в настоящие мышечные нити.

Это означает, что этот метод может эффективно моделировать расположение сердечной систолической системы во всей ее иерархии, от отдельных клеток до более толстой сердечной ткани, состоящей из нескольких слоев, что важно для создания функциональных сердец для заместительной терапии.Ткань имеет решающее значение и может также использоваться для создания более физиологических моделей заболеваний.

Используя эту технологию, в будущем можно будет создавать высокоструктурированные миокардиальные участки, соответствующие конкретному месту сердечного приступа у разных пациентов. Например, специфические для пациента «дыры» в сердцах новорожденных с врожденными пороками сердца могут быть изготовлены на заказ для заплат, и заплаты могут развиваться вместе с ребенком, а не заменяться по мере роста ребенка.

Хотя до реализации 3D-печати полностью функционального и полноценного сердца еще далеко, появление этой технологии уже является большим прогрессом, и, возможно, недалек тот день, когда от нее будет трудно избавиться. «лечебное сердце».

#Добро пожаловать на официальный аккаунт Айфанер в WeChat: Айфанер (WeChat: ifanr), в ближайшее время вам будет представлен более интересный контент.

Love Faner | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo