在一项开创性的新研究中,明尼苏达大学的研究人员3 d打印功能,厘米级人类心脏泵在实验室里。发现可能会为研究心脏病产生重大的影响,根据大学。
在过去,研究人员试图3 d打印心肌细胞,或心肌细胞,来源于人类多能干细胞,细胞有可能发展成任何类型的细胞在体内。研究人员将这些干细胞心肌细胞重新编程,然后使用专业的3 d打印机打印在一个三维的结构称为细胞外基质。
问题是,科学家不可能达到关键的细胞密度对心脏肌肉细胞。研究人员在这项研究中翻转过程和报告工作。他们的研究是发表在美国心脏协会杂志》上循环的研究。
“起初,我们尝试3 d打印心肌细胞,我们失败了,也“说首席研究员Brenda媚眼,大学生物医学工程部门的负责人在一份新闻稿中。“所以我们团队的专业知识在干细胞研究和3 d印刷,我们决定尝试一个新的方法。我们优化的专业油墨由细胞外基质蛋白,结合使用的墨水和人类干细胞ink-plus-cells 3 d打印室的结构。干细胞被扩展到高细胞密度结构第一,然后我们有区别的心脏肌肉细胞。”
研究小组发现,他们可以实现高细胞密度的目标在不到一个月,允许细胞跳动在一起就像一个人类的心,根据大学。
“经过多年的研究,我们准备放弃,然后我的两个生物医学工程博士学位的学生,莫莉库弗尔Wei-Han林,建议我们试着印刷干细胞首先,“说眉目传情,也是大学干细胞研究所的主任。“我们决定给它一个尝试。我不敢相信当我们看着这道菜在实验室,看到整个事情自发收缩和同步和能动液。”
媚眼心里说,这也是一个重要的推动研究,因为这项新研究表明他们能够3 d打印心肌细胞,细胞组织和协同工作。因为细胞分化挨着它更类似于干细胞如何生长在人体心肌细胞,然后进行规范。
相比其他引人注目的研究在过去,媚眼说这个发现创建一个结构,它就像一个封闭的囊液进口和流体出口,在那里他们可以衡量心脏血液在身体移动。这使得一个非常宝贵的工具研究心脏功能,她补充道。
“我们现在有一个模型来跟踪和追踪所发生的细胞和分子水平上的泵结构,开始近似人类的心脏,“媚眼说。“我们可以引入疾病和损伤模型,然后研究药物和其他治疗的影响。”
3 d打印的心肌模型长约1.5厘米,是专门设计来适应小鼠的腹腔深造。你可以看一个视频在这里。
“这似乎是一个简单的概念,但如何实现这一相当复杂,“媚眼说。“我们看到潜力,认为我们的新发现可能产生变革性影响心脏研究。”
研究主要是由美国国立卫生研究院(国家心脏,肺和血液研究所生物医学成像和生物工程研究所和国家综合医学科学研究所)额外的资金来自美国国家科学基金会研究生研究奖学金项目和明尼苏达大学的博士论文奖学金。