科学家3D打印出了一个工作的心脏泵

过去，研究人员曾尝试3D打印心肌细胞或心肌细胞，这些细胞来自于所谓的多能人类干细胞。多能干细胞细胞是否有潜力发展成身体的任何类型的细胞。研究人员将这些干细胞重新编程为心肌细胞，然后使用专门的3D打印机将它们打印成一个叫做细胞外基质的三维结构。问题是，科学家们永远无法达到心肌细胞真正发挥作用的临界细胞密度。

在这项新研究中，明尼苏达大学的研究人员逆转了这一过程，并且奏效了。“一开始，我们试过新利18官方这项研究的首席研究员、明尼苏达大学科学与工程学院(University of Minnesota College of Science and Engineering)生物医学工程系主任布伦达·奥格尔(Brenda Ogle)说。“因此，凭借我们团队在干细胞研究和3D打印方面的专业知识，我们决定尝试一种新的方法。新利18官方我们优化了由细胞外基质蛋白制成的专用油墨，将油墨与人类干细胞结合，并使用油墨加细胞来3D打印腔室结构。干细胞首先在结构中扩展到高密度细胞，然后我们将它们分化成心肌细胞。”

“经过多年的研究，我们准备放弃，然后我的两个生物医学工程博士学生，莫莉·库普费尔和林伟汉，建议我们先试着打印干细胞，”奥格尔说，他也是明尼苏达大学干细胞研究所的主任。“我们决定做最后一次尝试。我简直不敢相信，当我们在实验室里看着盘子，看到整个物体自发地、同步地收缩，并能够移动液体。”

奥格尔说，这也是心脏研究的一个关键进展，因为这项新研究展示了他们如何能够以一种细胞可以组织和一起工作的方式3D打印心肌细胞。因为这些细胞是彼此相邻分化的，这更类似于干细胞在体内生长，然后分化成心肌细胞的方式。

奥格尔说，与过去其他备受瞩目的研究相比，这一发现创造了一种结构，就像一个封闭的囊，有流体入口和流体出口，他们可以在这里测量心脏如何在体内移动血液。这使得它成为研究心脏功能的宝贵工具。奥格尔说:“我们现在有了一个模型，可以在细胞和分子水平上跟踪泵结构的变化，这个泵结构开始接近人类心脏。”“我们可以将疾病和损伤引入模型，然后研究药物和其他疗法的效果。”

该心脏肌肉模型长约1.5厘米，是专门设计用于进一步研究的小鼠腹腔。“所有这些看起来都是一个简单的概念，但如何实现却相当复杂。我们看到了这种潜力，并认为我们的新发现可能会对心脏研究产生变革性的影响，”奥格尔说。

这项研究发表在循环的研究。