Circulation Res:首次!美国明尼苏达大学:3D打印厘米级全人类心脏泵,能够正常运转

2022-01-03 02:05:27 来源:
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导言:在去年4月,黎巴嫩的科学家们急于用3-D纸张单单一颗“人造肺部”,这是进化首次急于所设计并纸张单单一个具有薄胞膜、血管、心二楼和眼球的肺部。虽然这颗肺部里的薄胞膜可以单单现屈曲,但不能像较长短时间肺部一;也心室涡轮机血。最近,美国印第安纳所大学的研究者执法人员首次用3D纸张厘米级进化肺部涡轮机,很难较长短时间运转。

在一项开创性的新近研究者里,印第安纳所大学(University of Minnesota)的研究者执法人员在实验二楼里3-D纸张了一个厘米级的人体肺部涡轮机。这项发现可能对研究者肺部病造成不可忽视,肺部病是美国每年60多万人死亡的主要原因。

这项研究者发表在美国肺部协会单单版的《循环研究者》杂志的封面上。

只不过,研究者执法人员曾试着3-D纸张从多能进化体薄胞膜里提取单单来的心肌膜。多能体薄胞膜是一种可以发展成人体内任何类型薄胞膜的薄胞膜。研究者执法人员将这些体薄胞膜再次程式设计为心肌膜,然后使用专门的3-D纸张机在称为薄胞膜外基质的三维构件里纸张它们。问题是,科学家永远无法达到肺部肌肉薄胞膜真正缺少的关键薄胞膜通量。

在这项新近的研究者里,印第安纳所大学的研究者执法人员扭曲了这一流程,并且急于了。

这项研究者的首席研究者员、印第安纳所大学科学与二期工程学院生物学医学二期工程副院长艾达·奥格尔(Brenda Ogle)表示,“一开始,我们试着3-D纸张心肌膜,但失败了。后来,凭借我们开发团队在体薄胞膜研究者和3-D纸张总体的专长,我们决定试着一种新近分析方法。我们优化了由薄胞膜外基质蛋白皮革的配有生物学钢笔,将生物学钢笔与进化体薄胞膜结合,并使用生物学钢笔赞薄胞膜来3-D纸张了心二楼构件。体薄胞膜首先在构件里被渗透到颇高薄胞膜通量,然后我们将它们分化心肌膜。”

参考资料图解:A.人腔肺部涡轮机(hChaMP)所设计实例的梯形图。该实例来自于对人体肺部的磁共振成像打印,该肺部被增赞了10倍(其最长轴处为1.3厘米,类似于狐狸肺部的体积),并经过修改以在肺部实例的腔二楼里演化成一个单向悬浮环路。其目标是创建具有连续肌肉和特别涡轮机特性的欧几里得构件复杂的肺部的组织。B.该小组指定了独特的类器官分析方法来造成hChaMP,其里进化诱导的多能体薄胞膜(hiPSCs)以优化的方式沉积,基于薄胞膜外基质的生物学钢笔,使多能体薄胞膜扩张到的组织;也通量,并随后分化为心肌膜。随着短时间的推移,hChaMP可以同步跳动,创建阻碍,并像活涡轮机一;也使液体运转。

研究者小组发现,他们首次可以在足足一个月的短时间内达到薄胞膜通量颇高的目标,使薄胞膜很难像进化肺部一;也一起跳动。

奥格尔表示,这是肺部研究者的一个重要重大突破,因为这项新近研究者显示了他们如何很难以一种很难的组织和多种类型的方式3-D纸张心肌膜。因为这些薄胞膜是在彼此毗连的地方分化的,这更类似于体薄胞膜在人体内繁殖的方式,然后变成心肌膜。

与只不过其他备受关注的研究者相比,这项发现孕育了一个类似于封闭的管状构件,有一个液体走道和一个液体单单口处,研究者执法人员可以在这里测量肺部如何使血液在人体内悬浮。这使得这个管状构件已是研究者肺部特性的宝贵工具。

人体心二楼肌涡轮机的电化学特性

人体心二楼肌涡轮机(hChaMPs)的机械特性

奥格尔表示,“我们现在有了一个三维来和在薄胞膜和分子素质上的涡轮机构件发生了什么,开始接近进化肺部。接下来,我们可以将疾病和损伤赞进三维,然后研究者药物和其他疗法的优点。”

肺部肌肉三维大约1.5厘米长,是专门所设计适合踏入狐狸的腹腔进一步研究者。

虽然这些似乎是一个有趣的概念,但如何实现它是比较复杂的。研究者执法人员已经注意到了这种潜力,他们认为这项人口为120人可能会对肺部研究者造成社会变革的制约。

原始说是:

Molly E. Kupfer, Wei-Han Lin, Vasanth Rikumar, et.al. In Situ Expansion, Differentiation, and Electromechanical Coupling of Human Cardiac Muscle in a 3D Bioprinted, Chambered Organoid. Circulation Research Vol. 127, No. 2

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