Инженеры вырастили большую часть человеческого сердца в миниатюре — и оно бьётся
Искусственный орган вырастили в лаборатории с использованием смеси синтетических и биологических материалов.
Сердечная "мембрана"
Исследователи из Университета Торонто и Университета Монреаля в Канаде реконструировали сердечный желудочек длиной в миллиметр (0,04 дюйма), который не только бьётся, как настоящий, но и перекачивает жидкость, как мышечная выходная камера сердца человеческого эмбриона.
Клетки, из которых сделано сердце, получили из сердечно-сосудистых тканей молодых крыс, а затем вырастили на слое каркаса, напечатанного из полимера с канавками для направления роста ткани. Эта плоская сетка заставила структуру имитировать расположение волокон сердечной мышцы левого желудочка человека, из которой кровь выбрасывается в аорту одним сильным сжатием.
Отличие новой модели также в том, что она сделана из нескольких слоев клеток — как и настоящее сердце.
Настоящее сердце имеет много слоев, и клетки в каждом слое ориентированы под разными углами. Когда сердце бьется, эти слои не только сокращаются, но и скручиваются, что немного похоже на то, как скручивают полотенце, чтобы выжать из него воду. Это позволяет сердцу перекачивать больше крови.
Всё, что требуется, чтобы заставить крошечную конструкцию из клеток сердечной мышцы биться, — это серия небольших электрических разрядов.
Крошечная рабочая модель открывает новые возможности для разработки лекарств и методов лечения, а также для изучения развития сердечно-сосудистых заболеваний, предоставив исследователям этическую и более точную альтернативу существующим подходам.
С помощью модели мы можем измерить объём выброса крови — сколько жидкости выталкивается каждый раз, когда желудочек сокращается, — а также давление этой жидкости.
Ранее существовало всего несколько вариантов изучения того, как больное или здоровое сердце направляет кровь. Первым были не полностью функциональные органы — например, удалённые при вскрытии. Однако они не полностью охватывают гидравлику трёхмерной пульсирующей массы.
Живая модель позволяет исследователям проверить, как живое сердце функционирует как насос под влиянием недавно разработанных методов лечения, но это не всегда самый этичный вариант.
#медицина #биология