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可注射的组织贴片可以帮助修复受损的器官

一组美国T工程研究人员正在用一张比邮票略小的扩张组织绷带修补破碎的心脏。

通过再生细胞或组织修复由心脏病发作或医学状况破坏的心脏组织通常需要侵入性心脏直视手术。但是现在生物医学工程学教授Milica Radisic(IBBME,ChemE,多伦多综合医院研究所)和她的同事已经开发出一种技术,可以让他们用小针注射修复补片,而不需要打开胸腔。

北京赛车pk10开奖Radisic的团队是使用聚合物支架在实验室中生长逼真的人体组织3D切片的专家。他们的一个创作,AngioChip,是一小块心脏组织,有自己的血管 - 心脏细胞甚至以规律的节奏跳动。他们的另一项创新成果就像Velcro™一样。

这些实验室培养的组织已经被用于测试潜在的候选药物副作用,但长期目标是将它们植入体内以修复损伤。

“如果植入物需要进行心内直视手术,患者就无法广泛使用,”Radisic说。她说,在心肌梗塞 - 心脏病发作后 - 心脏功能降低太多,以至于心内直视手术等侵入性手术通常比潜在的益处带来更大的风险。“这太危险了,”她说。

Miles Montgomery是Radisic实验室的博士候选人,他花了将近三年的时间开发出一种可以注射而不是植入的贴片。

“一开始这是一个真正的挑战;没有任何基于我的设计的模板,我尝试的任何工作都没有,“蒙哥马利说。“但我把这些失败视为我正在努力解决一个值得解决的问题。”

经过数十次尝试,蒙哥马利发现了一种与目标组织的机械特性相匹配的设计,并具有所需的形状记忆行为:当它从针头出现时,贴片展开成绷带状。

Radisic说:“形状记忆效应是基于物理特性,而不是化学特性。”这​​意味着展开过程不需要额外的注射,也不会受到体内局部条件的影响。

下一步用真正的心脏细胞播种贴片。让它们生长几天后,它们将贴片注射到大鼠和猪身上。注射的贴片不仅展开到与通过更多侵入性方法植入的贴片几乎相同的尺寸,心脏细胞很好地存活了。

“当我们看到实验室培养的心脏组织功能正常且不受注射过程影响时,这非常令人兴奋,”蒙哥马利说。“心脏细胞非常敏感,所以如果我们可以用它们来做,我们也可以用其他组织做到这一点。”

支架是由团队之前创作中使用的相同的生物相容性,可生物降解的聚合物构建的。随着时间的推移,脚手架会自然地分解,留下新的组织。

研究小组还表明,在心脏病发作后,将贴片注入大鼠心脏可以改善心脏功能:受损的心室泵送的血液多于没有贴片的情况。

“它无法使心脏恢复到完全健康,但如果可以在人体内完成,我们认为它可以显着改善生活质量,”Radisic说。

在材料准备好进行临床试验之前,还有很长的路要走。Radisic和她的团队正在与病童医院的研究人员合作,评估斑块的长期稳定性,以及是否可以维持改善的心脏功能。

他们还申请了关于本发明的专利,并且正在探索在其他器官(例如肝脏)中使用贴剂。

“您可以定制这个平台,添加生长因子或其他可以促进组织再生的药物,”Radisic说。“我认为这是我们所做过的最酷的事情之一。”

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