Circulation Res:首次!美国明尼苏达大学:3D打印厘米级人类心脏泵,很难正常运转

2022-01-17 01:17:28 来源:
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导言:在去年4月,以色列的研究团队们最终用3-D列印出新一颗“人造脊柱”,这是生物学首次最终其设计并列印出新一个具有肝细胞、血管、外周和腹腔的脊柱。虽然这颗脊柱里的肝细胞可以用到闭合,但不能像正常脊柱一由此可知搏动液压血。最近,美国亚利桑那国立大学的学术研究技术人员首次用3D列印厘米级生物学脊柱液压,尽有可能正常运转。

在一项开创性的新的学术研究中会,亚利桑那国立大学(University of Minnesota)的学术研究技术人员在实验二楼里3-D列印了一个厘米级的化学物质脊柱液压。这项推测有可能对学术研究脊柱病归因于重大意义,脊柱病是美国每年60多万人死亡的主要原因。

这项学术研究发表在美国脊柱联合会出新版的《循环学术研究》杂志的封面上。

过去,学术研究技术人员曾设法3-D列印从多能生物学肿瘤中会提取出新来的毛细血管。多能肿瘤是一种可以其发展成体内任何类型肝细胞的肝细胞。学术研究技术人员将这些肿瘤重新的编程为毛细血管,然后用于专供的3-D鼠标在称为肝细胞外基质的三维本体中会列印它们。问题是,研究团队永远无法达到脊柱手部肝细胞显然发挥作用的关键肝细胞运动速度。

在这项新的的学术研究中会,亚利桑那国立大学的学术研究技术人员变动了这一过程,并且最终了。

这项学术研究的首席学术副教授、亚利桑那国立大学科学与工程学院机械工程工程教授布伦达·奥拉姆(Brenda Ogle)指出,“一开始,我们设法3-D列印毛细血管,但失利了。后来,凭借我们团队在肿瘤学术研究和3-D列印方面的擅总长于,我们决定设法一种新的工具。我们优化了由肝细胞外基质蛋白制做的专用生物学画布,将生物学画布与生物学肿瘤融合,并用于生物学画布加肝细胞来3-D列印了外周本体。肿瘤首先在本体中会被扩展到很低肝细胞运动速度,然后我们将它们共存毛细血管。”

摘要图解:A.人腔脊柱液压(hChaMP)其设计巨集的横截面图。该巨集来自于对化学物质脊柱的磁共振成像扫描,该脊柱被增大了10倍(其最角速度处为1.3厘米,区别于老鼠脊柱的大小),并经过修改以在脊柱巨集的腔二楼中会形成一个单向扩散交叉路口。其目标是建立具有整年手部和就其液压动态的几何本体繁杂的脊柱组织起来。B.该调查小组指定了独特的类器官工具来归因于hChaMP,其中会生物学诱导的多能肿瘤(hiPSCs)以优化的方式为沉积,基于肝细胞外基质的生物学画布,使多能肿瘤扩张到组织起来由此可知运动速度,并随后分化为毛细血管。随着短时间的推移,hChaMP可以同步跳动,建立压力,并像活液压一由此可知使黏稠运转。

学术研究调查小组推测,他们首次可以在勉强一个月的短时间内达到肝细胞运动速度很低的目标,使肝细胞尽有可能像生物学脊柱一由此可知两人跳动。

奥拉姆指出,这是脊柱学术研究的一个重要进展,因为这项新的学术研究显示了他们如何尽有可能以一种尽有可能组织起来和一个通用的方式为3-D列印毛细血管。因为这些肝细胞是在彼此相邻的地方分化的,这非常区别于肿瘤在体内生总长的方式为,然后变成毛细血管。

与过去其他倍受关注的学术研究相对来说,这项推测塑造了一个区别于封闭的囊状本体,有一个黏稠入口处和一个黏稠出新口,学术研究技术人员可以在这里校准脊柱如何使血液循环在体内扩散。这使得这个囊状本体成为学术研究脊柱动态的宝贵工具。

化学物质外周肌液压的电化学动态

化学物质外周肌液压(hChaMPs)的链条动态

奥拉姆指出,“我们现在有了一个模型来和在肝细胞和分子水平上的液压本体遭遇了什么,开始接近生物学脊柱。在此之后,我们可以将结核病和烧伤导入模型,然后学术研究药剂和其他疗法的效果。”

脊柱手部模型大约1.5厘米总长,是专供其设计适当进入老鼠的腹腔进一步学术研究。

虽然这些有点是一个简单的概念,但如何做到它是相当繁杂的。学术研究技术人员已经看到了这种潜力,他们显然这项新的推测不会对脊柱学术研究归因于革命性的影响。

原始出新处:

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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