胸心外科

加拿大研究员开发“改革”心脏病治疗的生物 3D 打印心脏贴片

作者:佚名 来源:3D 虎 日期:2017-09-18
导读

         萨斯喀彻温大学的研究人员正在关注可用于再生长和修复损伤心脏组织的生物 3D 打印心脏贴片的开发。最近发表在“组织工程”杂志上的研究可能是心脏病治疗研究的一大进步。

关键字:  心脏病 

        萨斯喀彻温大学的研究人员正在关注可用于再生长和修复损伤心脏组织的生物 3D 打印心脏贴片的开发。最近发表在“组织工程”杂志上的研究可能是心脏病治疗研究的一大进步。

        研究员 Mohammad Izadifar 是加拿大萨斯喀彻温大学的生物医学工程博士生,专门从事心脏病和心脏病治疗研究。他最近在生物 3D 打印方面的突破性研究已经对动物进行了测试,并取得了积极成果。

        “Mohammad 的研究是一项开创性的工作,”Izadifar 的主管、机械工程教授 Daniel Chen 说道。“使用动物模型的初步结果是有希望的。这种新颖的心脏贴片有可能使世界各地的人类患者受益。”

        令人印象深刻的是,Izadifar 说,他创新的 3D 打印心脏贴片可以在未来十年内准备用于人类(至少在试验中)。他的研究目标是彻底改变心脏病的治疗过程。

        当一个人心脏病发作时,部分或全部血液被阻塞到重要器官的某一部分。如果这个人能够幸免于难,那么损伤的心脏部分仍然无法解决。换句话说,健康的组织不能自然地再生,以完全恢复心脏。

        Izadifar 解释说:“问题是心脏一旦受到心脏病发作的伤害就不能修复自己的心脏。如果心脏组织死亡,它不会在恢复。”

        然而,心脏补丁可以为这个问题提供一个解决方案。Izadifar 开发了可以使用生物相容性材料和生物 3D 打印机打印的贴片。该贴片由“多孔果冻状结构”组成,由藻类为基础的水凝胶制成,被设计成在植入后溶解于患者的心脏。

        值得注意的是,3D 打印贴片设计用于容纳干细胞和生物相容纳米颗粒。这些纳米颗粒可被编程为向心脏的血管发送信号,有效地促进和鼓励损伤的心脏组织的再生长。

        更具体地说,生物 3D 打印支架中的纳米颗粒促使干细胞(也在贴片中)转化为心脏细胞,其有助于逐渐再生患者自身受损的心脏,甚至有助于产生新的血管。

        正如 Izadifar 所说:“在这个补丁的帮助下,患者将能够从自己的细胞再生心脏组织。这将是治疗心脏病发作的永久解决方案。”

        到目前为止,Izadifar 已经能够将他的心脏贴片技术植入老鼠进行测试。为了能够监测大鼠(据报医学成像系统,植入物是不可见的),研究人员与加拿大光源(CLS)同步器合作开发了一种非侵入性成像过程。

        他说:“通过不同的 3D 打印模式,我们可以控制贴片的韧性、电导率和细胞对齐。通过 CLS 开发的医学成像技术,我们可以监视 3D 打印的心脏贴片在心脏愈合过程中的表现。”

        大鼠的植入过程由他的联合主管和神经外科专家 Michael Kelly 提供帮助。该测试已经显示出有希望的结果:植入 3D 打印心脏贴片的老鼠具有 70%的存活率(传统的类似外科手术只有 50%的存活率)。

        目前,研究人员正在集中精力研究 3D 打印心脏贴片对大鼠的长期影响。他的研究得到了加拿大卫生研究所的支持。

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