В Соединенных Штатах сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти населения. Они несут ответственность, как вы думаете, не менее 47% смертей также в Европе. Согласно дать США, каждые 36 секунд человек умирает от сердечно-сосудистые заболевания. Почему нам до сих пор не удалось смягчить этот тревожный факт?
Причин много, но одна из них наиболее интересна для целей данной статьи: ткань сердца не регенерирует. Другие органы и ткани нашего тела могут восстанавливаться после травмы, но не наше сердце. Вот почему тканевая биоинженерия, которая также включает в себя изготовление всего биогибридного и трансплантируемого человеческого сердца, так важна для будущего сердечной медицины.
«Естественное искусственное» сердце
В последние дни биоинженеры Гарвардская школа инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) разработали первую биогибридную модель человеческого желудочка со спирально выровненными бьющимися сердечными клетками и продемонстрировали, что выравнивание мышечных клеток фактически резко увеличивает количество крови, которое желудочек может перекачивать при каждом сокращении.
Как они сделали биогибридную модель человеческого сердца?
Этот прогресс стал возможен благодаря новому методу аддитивного производства текстиля. Сфокусированное вращательное струйное прядение (FRJS). Этот метод позволил с высокой производительностью производить спирально ориентированные волокна диаметром от нескольких микрометров до сотен нанометров.
Разработано в SEAS группой профессора по биофизике болезней. Кит Паркер, волокна FRJS направляют выравнивание клеток. И они позволяют формировать структуры, организованные точным образом, который имитирует расположение в естественном человеческом сердце.
Процесс создания
Первый этап FRJS работает как машина для производства сахарной ваты. Жидкий раствор полимера загружается в резервуар и выталкивается через небольшое отверстие под действием центробежной силы при вращении устройства.
Когда раствор выходит из резервуара, растворитель испаряется, а полимеры затвердевают, образуя волокна. Затем сфокусированный поток воздуха контролирует ориентацию волокон, которые оседают на коллекторе.
Команда обнаружила, что при наклоне и вращении коллектора волокна в потоке выравниваются и закручиваются вокруг самого коллектора, когда он вращается, имитируя спиральную структуру сердечных мышц.
Биогибридное сердце: перспективы
Команда также показала, что процесс может быть масштабирован до размера настоящего человеческого сердца и даже больше, до размера сердца кита (они не заполняли более крупные модели клетками, потому что для этого потребовались бы миллиарды клеток кардиомиоцитов). .
Это исследование столь же интересно с точки зрения медицинских перспектив (и, следовательно, возможности воссоздания биогибридного сердца, функционирующего в лаборатории), как и с точки зрения возможного применения технологии FRJS в других областях. В дополнение к биофабрикации тканей команда также изучает другие области применения системы FRJS, такие как упаковка для пищевых продуктов.
В заключение рекомендуем посмотреть короткое видео относительно того, что было прочитано до сих пор, опубликовано Гарвардской школой инженерии и прикладных наук. Наконец, мы также отсылаем вас к статье размещены на их сайте.
