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科技日報實習記者 張佳欣
據近日發表于《先進生物學》月刊的一項研究，加拿大研究人員在實驗室培育出一個小型的人類左心室模型。這種生物人工組織結構由活的心臟細胞組成，跳動的強度足以將液體泵入生物反應器。這種模型可作為實驗平臺，給研究和治療心臟疾病提供新方法。
模型心室由活心臟細胞制成，其跳動的強度足以將液體泵入管內。該模型可用于研究心臟病、測試潛在療法，而無需進行侵入性手術。圖片來源：薩爾戈爾·奧霍瓦蒂安/加拿大多倫多大學官網
多倫多大學應用科學與工程學院研究人員表示，利用這些模型可測量射血量（每次心室收縮時排出的血量）和血壓，研究細胞、組織和器官的功能，所有這些都無需侵入性手術或動物實驗。此外，還可用它們來篩選藥物分子、測試藥物影響等。
為了讓實驗室培養的細胞和組織形成更接近人體中的三維形態，研究團隊使用了由生物相容性聚合物制成的微型支架。這種支架通常帶有凹槽或網狀結構，可在上面種植心肌細胞，使其在培養液中生長。隨著時間推移，活細胞生長在一起，形成一個組織。支架的基本形狀或圖案促使生長的細胞在特定方向上對齊或伸展，還可以用電脈沖來控制它們跳動的速度。
研究人員創造了一種形狀像平板的支架，由3個網狀板組成。在將細胞種植到支架上生長大約一周后，再將薄片繞著一個中空的聚合物軸（稱為心軸）滾動。研究人員觀察到，一個由3層重疊的心臟細胞組成的管子一致跳動，在末端將液體從孔中泵出。管的內徑為0.5毫米，高度約為1毫米，與懷孕19周時人類胎兒的心室大小相當。
研究人員表示，所有這些基本都是由一層細胞制成的，但真正的心臟有很多層，每一層細胞朝向不同的角度。當心臟跳動時，這些層不僅收縮，還會扭曲，有點像擰毛巾把水擠出來一樣。這使心臟能夠比正常情況下泵出更多的血液。該團隊在3塊板上繪制出彼此之間不同角度的凹槽圖案，從而復制出了這種扭曲排列。
總編輯圈點：
左心室要收納從左心房回流的經肺臟氧合的靜脈血，使之成為動脈血后，再將其泵給全身，滿足身體組織器官的需要。它非常重要，如同身體的發動機。這次科研人員用細胞和支架“種”出了一個小小的左心室模型，它只相當于一個19周的胎兒的心室大小。模型雖小，但意義重大，這個能跳動、能泵出液體的迷你心室，可以成為心臟類疾病的研究平臺，無需進行動物實驗，科研人員可直觀觀察治療手段和各種藥物對這個心室模型產生的作用。
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