Circulation Res:首次!美国明尼苏达大学:3D打印厘米级人类心脏涡轮机,能够正常运转

2021-12-06 02:55:40 来源:
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概述:在去年4月,以色列的现代科学家们出新乎意料用3-D复印机出新一颗“人造胸腔”,这是进化首次出新乎意料所设计并复印机出新一个不具线粒体、血管、腹腔和心房的胸腔。虽然这颗胸腔之当中的线粒体可以出新现拉长,但不能像宽时间胸腔一的集腹腔燃气血。除此以外,英美两国印第安纳大学的深入研究人员首次用3D复印机厘米级进化胸腔燃气,必需宽时间运转。

在一项开创性的另行深入研究当中,印第安纳大学(University of Minnesota)的深入研究人员在实验室之当中3-D复印机了一个厘米级的体液胸腔燃气。这项发掘出可能对深入研究肺癌导致重大意义,肺癌是英美两国每年60多万人死亡的主要缘故。

这项深入研究发表文章在英美两国胸腔协会出新版的《循环深入研究》Magazine的封面上。

以前,深入研究人员曾尝试3-D复印机从多能进化骨髓当中萃取出新来的心肌线粒体。多能骨髓是一种可以发展已成线粒体内任何子类线粒体的线粒体。深入研究人员将这些骨髓重另行编程为心肌线粒体,然后采用主要用途的3-D复印机机在称为线粒体外基质的三维构造当中复印机它们。问题是,现代科学家永远无法达到胸腔关节线粒体真正值得注意的这两项线粒体密度。

在这项另行的深入研究当中,印第安纳大学的深入研究人员改变了这一操作过程,并且出新乎意料了。

这项深入研究的首席深入研究员、印第安纳大学现代科学与工程施工学院人类医学工程施工系主任艾利·奥奥恩(Brenda Ogle)说明,“一开始,我们尝试3-D复印机心肌线粒体,但失利了。后来,凭借我们团队在骨髓深入研究和3-D复印机方面的专宽,我们尽快尝试一种另行法则。我们优化了由线粒体外基质蛋白制已成的主要用途人类水银,将人类水银与进化骨髓结合,并采用人类水银纳线粒体来3-D复印机了腹腔构造。骨髓首先在构造当中被扩展到低线粒体密度,然后我们将它们分化已成心肌线粒体。”

摘要概要:A.人腔胸腔燃气(hChaMP)所设计模板的截面图。该模板来自于对体液胸腔的磁共振超声扫描,该胸腔被缩小了10倍(其最宽轴处为1.3厘米,近似于猴子胸腔的大小),并经过修改以在胸腔模板的腔室当中形已成一个单向流动交叉路口。其能够是有组织起来不具连续关节和相关燃气功用的庞加莱构造复杂的胸腔有组织。B.该小组登录了另行颖的类肾脏法则来导致hChaMP,其当中进化抑止的多能骨髓(hiPSCs)以优化的形式沉积,基于线粒体外基质的人类水银,使多能骨髓扩张到有组织的集密度,并随后分化为心肌线粒体。随着时间的更长,hChaMP可以同步不止,有组织起来负面影响,并像活燃气一的集使液体运转。

深入研究小组发掘出,他们首次可以在将近一个月的时间内达到线粒体密度低的能够,使线粒体必需像进化胸腔一的集一齐不止。

奥奥恩说明,这是胸腔深入研究的一个重要进展,因为这项另行深入研究显示了他们如何必需以一种必需有组织和协同工作的形式3-D复印机心肌线粒体。因为这些线粒体是在彼此相邻的地方分化的,这更近似于骨髓在线粒体内生宽的形式,然后变已成心肌线粒体。

与以前其他备受瞩目的深入研究来得,这项发掘出创造者了一个近似于封闭的胶质构造,有一个液体入口和一个液体出新口,深入研究人员可以在这之当中测算胸腔如何使血清在线粒体内流动。这使得这个胶质构造已成为深入研究胸腔功用的宝贵物件。

体液腹腔肌燃气的电化学功用

体液腹腔肌燃气(hChaMPs)的链条功用

奥奥恩说明,“我们现在有了一个数学模型来和在线粒体和分子水平上的燃气构造暴发了什么,开始相对于进化胸腔。接下来,我们可以将结核病和受损加进数学模型,然后深入研究药物和其他疗法的效果。”

胸腔关节数学模型大约1.5厘米宽,是主要用途所设计适合进入猴子的腹腔有利于深入研究。

虽然这些看上去是一个简单的内涵,但如何实现它是相当复杂的。深入研究人员已经看到了这种潜力,他们认为这项另行发掘出可能会对胸腔深入研究导致革命性的影响。

原始注解:

Molly E. Kupfer, Wei-Han Lin, Vasanth Rikumar, et.al. In Situ Expansion, Differentiation, and Electromechanical Coupling of Human Cardiac Muscle in a 3D Bioprinted, Chambered Organoid. Circulation Research Vol. 127, No. 2

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