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美国研制新型“生物支架”可修复先天性心脏缺损

来源:sohu 作者: 2012-12-14
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摘要: 据物理学家组织网12月12日报道,美国莱斯大学和德州儿童医院的研究人员成功制成了一种名为“生物支架”的生物相容性补丁,能够修复婴儿的先天性心脏缺损。相关研究报告发表在近期出版的《生物材料学报》上。 一个好的支架需能够完美地执行多种功能:它需要强大到足以承受心脏跳动的压力,还能良好地扩展和收缩。另外......


    据物理学家组织网12月12日报道,美国莱斯大学和德州儿童医院的研究人员成功制成了一种名为“生物支架”的生物相容性补丁,能够修复婴儿的先天性心脏缺损。其能与活性心肌细胞相容,并可支撑新的健康组织的生长。随时间推移,它也会逐渐降解。相关研究报告发表在近期出版的《生物材料学报》上。

    一个好的支架需能够完美地执行多种功能:它需要强大到足以承受心脏跳动的压力,还能良好地扩展和收缩。另外还需要具有孔洞支持新的心脏细胞的迁移,使它们自发建立连接,形成自然支架以取代植入的补丁。同时其还要足够坚韧以支持缝合过程,并能在自然组织发挥作用后适时进行生物降解。

    目前用于治疗先天性心脏缺损的修复补丁多由合成纤维制成,或取材自乳牛或病患本体。但这种补丁并不具有活性,其就如塑料一般,无法与病患的心脏组织融为一体,并具有引发心力衰竭、心律失常和纤维性颤动等症状的风险。

    此次制成的三明治结构支架的中间一层为聚己内酯(PCL)聚合物,其能逐渐硬化形成拉伸带。而混合两种具有不同分子质量的PCL,可在粗糙表面形成微小的孔隙。外面的两层则是由明胶和脱乙酰壳多糖一比一混合而成的水性凝胶,两种原材料都很常见。心肌细胞能在水性凝胶表面增殖,逐渐形成网络,并能契合心脏组织的舒张和收缩。虽然细胞不能穿过PCL的孔洞,但这些孔隙却能使营养物质从一侧传输至另一侧,它们也能使凝胶紧紧附着在PCL的核心。

    研究人员在水中测试了PCL的生物降解特质。50天后,约有15%的PCL分散开来,形成了不规则的薄片。他们表示如果PCL被植入人体内,这一降解速度将会变慢,需要数月才能完成。但这个过程也很稳定,可支持肌肉组织的逐步构建。科学家称,他们希望未来“生物支架”能够与干细胞衍生的心脏细胞相结合,在植入婴儿体内后,快速缝合心脏缺陷处,缓解心室压力,并在之后观测时表现得与正常组织无异。研究人员还透露,干细胞的可能来源包括羊水和新生儿母体等,这将确保心脏补丁的基因一致性,他们目前亦在进行相关的研究。下一步,科研人员还将进行数年测试,直至这种支架顺利进入人体试验阶段。(中国科技网)


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