来自多伦多大学和加拿大蒙特利尔大学的研究人员逆转了工程设计的毫米长(0.04英寸)的船只,就像人类胚胎的心脏一样,像真正的心脏一样跳动,像真正的心脏一样泵送液体。
多伦多大学生物医学工程师Sargol Okhovatian说:“借助我们的模型,我们可以测量射血量 - 每次心室合同时都会推出多少流体。”“这两者几乎都无法使用以前的型号。”
加入了一系列3D模型的身体部位,这些模型的发展和行为就像自然想要的那样(不展开功能性器官),这种新的心脏样器官是在实验室中使用合成和生物学材料的混合物在实验室中生长的。
这些细胞源自年轻大鼠的心血管组织,然后在用凹槽的聚合物中印刷的脚手架上生长,以指导组织的生长。
为了将三层心脏细胞的堆栈变成更像脉冲室的东西,该团队使用了将锥形的竖井称为mandrel。在组织样品中快速滚动,然后是Presto - 简单的心室。
多伦多大学的化学家资深作家米利卡·拉德西奇(Milica Radisic)说:“到目前为止,与心脏组织的平坦床单相比,只有少量尝试创建真正的3D心室模型。”
“几乎所有这些都是用单层单元格制成的。但是真正的心脏有许多层,并且每一层中的单元都以不同的角度定向。当心脏跳动时,这些层不仅收缩了,它们还会扭曲,有点像您如何将毛巾扭转到水中。这使心脏能够抽血比其他人多。”
它的内径仅为半毫米(0.02英寸),并以大约5%的成人心脏的压力弹出液体。
Radisic说:“使用这些模型,我们不仅可以研究细胞功能,还可以研究组织功能和器官功能,而无需进行侵入性手术或动物实验。”
“我们还可以使用它们来筛选大量的候选药物分子,以产生正面或负面影响。”
这项研究发表在高级生物学。