生物医学工程师生有心脏补片帮助人们从心脏病发作中恢复

密歇根理工大学生物医学工程副教授赵峰领导的团队最近发表了两篇关于工程预血管化组织最佳实践的新论文。

该团队的研究论文发表在Theranostics上，专注于开发一种干细胞心脏补片，它由设计有微小血管的组织制成，就像真正的肌肉一样。他们发表在《生物材料学报》上的综述文章研究了六种创新策略在工程组织中排列微血管的优缺点。

血管给组织带来营养和氧气；器官移植、心脏手术或皮肤移植后成功愈合的重要因素。微血管是毛细血管，特别重要，为了有效，必须高度排列、密集、成熟。具有如此强大血管系统的工程生物材料很难，并且依赖于框架-支架-来生长细胞。

“微血管组织在三维支架中的重要性在很大程度上被忽视了，”赵解释道。“微血管不同于细胞；人们已经在细胞排列方面做了很多工作，但在微血管方面的这项工作还是新的。了解生物材料中微血管排列背后的机制将有助于我们和其他生物医学工程人员创造更好、更复杂的植入物和设备。”

为了实现这一目标，赵和她的团队回顾了用于对齐血管的六种不同方法的优缺点：机电刺激、表面形貌、微支架和微流体、表面图案和3D打印。

优点差别很大，集中在方法的简单性或可控性上。机电刺激只是拉伸；微支架和微流控技术让医学检测更容易；3D打印是可定制的。然而，缺点集中在一个主要挑战上：工程毛细血管通常太大——它们比心脏组织中的真实毛细血管大得多——并且通常它们不够致密和不成熟，不足以适当地提供营养和血液。

微型容器的排列有点像管道，不匹配的尺寸对于打开水来说不是好兆头。对于一些实践解决方案，赵的团队专注于微血管排列、心肌密度和大小的生物模拟。

到目前为止，为预血管化心脏补片创造理想生物材料的工程过程尚未进入临床试验阶段。赵和她的团队希望改变这种情况。

“心肌梗塞是一个大问题，目前没有好的治疗方法，”她说。心脏贴片有助于心脏病发作。“心脏补片完全是生物性的，由具有模拟真实组织的脉管系统的干细胞组成，可以帮助修复心脏。”

这篇治疗诊断论文深入研究了微血管在这一过程中的作用，以及如何根据自然人的前沿来工程化组织。主要作者钱，毕业于密歇根理工大学博士，现为默克公司研究科学家，与赵先生在预血管化组织方面有广泛合作。去年，该大学认可了赵和钱的努力，并获得了巴克塔拉奖。钱先生毕业后，博士候选人达万夏尔马和贾继续他们的研究。该团队表示，心肌是最常用的组织之一。

“在心肌中，细胞与机电信号交换高度对齐，微血管也高度对齐和密集，”赵说，并解释说，补丁中的微血管可以连接到自然血管系统，带来营养和氧气。否则，工程心脏补片可能会死亡。“但所有组织都有这种微观结构。到处都是。这项技术可用于骨骼肌、烧伤和慢性伤口愈合以及神经再生。”

赵和她的团队展示了仿生学在适合心脏补片的组织中生长微血管的潜力。下一步将是动物试验和医疗技术的改进植入物和设备。在微小、密集和有序排列的血管的帮助下，工程化组织可以帮助心脏、皮肤、骨骼和肌肉自然再生。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！