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3D列印心肌補丁 有望修復受損心臟

2017.04.21 環球生技月刊整理

138223_web圖右為明尼蘇達大學生物醫學工程副教授Brenda Ogle,左為其博班學生Molly Kupfer。(圖/Patrick O’Leary, University of Minnesota)

4月14日,一篇發表在《Circulation Research》的研究報告指出,來自明尼蘇達大學等機構的研究人員,通開發出一種具革命性的3D生物列印心肌補丁,能幫助修復心臟病患者發作後出現疤痕的心臟組織。

心臟病發作期間,機體的血流往往無法輸出至心臟肌肉中,從而引發心臟細胞死亡。

因機體無法替換這些壞死心肌細胞,因此心臟就會形成疤痕組織,使得患者處於心臟功能受損,並處於心力衰竭的風險之中。

研究人員利用雷射激發的3D生物列印技術,根據天然心臟組織的結構蛋白進行數位三維結構掃描後建模,植入衍伸自成體心臟細胞的誘導性多功能幹細胞分化而來的心肌細胞、平滑肌細胞和內皮細胞。

幹細胞因此能在特殊支架生長,並產生一種心肌補丁(human-induced pluripotent stem cell–derived cardiac muscle patch, hCMP)。 

hCMP具有心臟組織之複雜性,並能夠觀察到支架中排列整齊的細胞,以及跨越補丁結構的持續電信號波,hCMP甚至在培養皿中可以實現同步跳動。

將支架製造的hCMP置於心肌梗塞的小鼠模型後,小鼠心臟功能在接下來四周中,有明顯增加,可顯著改善缺血性心肌損傷的恢復。 

hCMP源自心臟的結構蛋白和細胞組成,此種補丁是由其可轉變成為心臟的一部分,並被機體吸收,患者不需要進一步的手術。

明尼蘇達大學生物醫學工程副教授Brenda Ogle表示,未來幾年內將可擴大到修復大型動物甚至人類的心臟。

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