Bioamaterials 《生物材料》期刊:把菠菜叶变成会跳动的心脏组织

  

Bioamaterials 《生物材料》期刊:把菠菜叶变成会跳动的心脏组织


这片经过去细胞处理的未染色菠菜叶片,将用来测试植物组织过滤血液的能力 。

Bioamaterials 《生物材料》期刊:把菠菜叶变成会跳动的心脏组织


菠菜叶片可顺利透过叶脉输送红色染料,模拟血管输送人体心脏组织生长所需的血液、氧气与养分 。

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()据美国国家地理(撰文:Delaney Chambers 编译:石颐珊):科学家以植物为骨架,做出迷你版的心脏 , 或许将来可用于组织再生 。
科学家已经找到利用菠菜来建构人类心肌的方法,可望解决长久以来修复受损器官的问题 。
他们在3月的《生物材料》(Bioamaterials)期刊提出了一个培植血管系统的新方法,而这个问题一直是组织工程学上的障碍 。
在此之前 , 科学家已经在实验室里用3D列印之类的方式制造出较粗架构的人体组织,但是培育微小而精致、对组织健康至关重要的血管,却困难得多 。
「组织工程的主要限制……在于缺乏血管网络,」这项研究的共同作者,也是麻州伍斯特理工学院的研究生约书亚‧哥许莱克(Joshua Gershlak),在影片中如此描述:「少了血管网络,组织会大量死亡 。」
叶片具决定性的特征之一就是用来运输水和养分给细胞的纤细叶脉 。现在,科学家用植物叶脉来模拟血液在人体组织间流动的方式,研究过程包含在实验室里移除菠菜叶片的植物细胞,留下以纤维素构成的骨架 。
这项研究指出:「纤维素具有生物相容性,而且已被广泛应用于再生医学,例如软骨组织工程、骨组织工程、创伤愈合 。」
研究团队接着将残余的植物骨架浸泡于活的人体细胞里 , 让人体组织沿着菠菜支架生长,包覆微小的叶脉管束 。一旦他们把菠菜叶片变成一颗迷你心脏,研究团队就将液体与微珠注入叶脉,以显示血球可以在这个系统里流动 。
研究的最终目的是能够为病人替换受损组织,包括曾经心脏病发,或因其他心血管疾病导致心脏无法正常收缩的病人 。经过处理的叶脉可以像血管一样,可以传输氧气给整片替换过的新组织,而这正是心脏新生的关键 。
研究团队表示,其他植物也可以经由同样的方法运用在人体不同部位的组织修复 。例如,更换细胞的木头未来可能可以修复人体骨骼 。
「我们还有很多工作要做,但目前看来前景可期,」同样来自伍斯特理工学院的研究共同作者葛兰‧高德特(Glenn Gaudette)在一份媒体声明中表示:「将农民数千年来栽种的各种植物大量运用在组织工程,可能就能解决这个领域受限的许多问题 。」