干细胞仿生水母—人工心脏的第一步


人造的组织或器官在医学中的应用,一直是基础研究领域中的一个跨学科综合工程,美国加州理工学院和哈佛大学的科学家和工程师联合攻关,试图建立人工心脏。

2012年6月,这个联合团队用干细胞分化的心肌细胞成功地创造出一个人工水母,这个人工水母通过心肌的同步收缩和舒张,可以在水中推动其自身前进,像一个真的水母那样游泳。跟据水母的古老的名字medusa,科学家们将这个模型命名为"medusoid"。用人造心脏来置换患病的心脏, Mudusoid模型的建立是通向这一宏伟的目标的里程碑之一。

在研究了幼年水母的运动之后,工程师们与生物学家一起精心设计了人工水母的制造方案和实施步骤。 类似成熟水母的外观和构造,工程师们用物理材料及硅胶制造一个由一个中心发出的八个叶片的人工水母结构,叶片只能往一个方向煽动,叶片的一面可以导电,另一面的硅胶表面培养出心肌细胞。将人工水母置于水中,外加电流脉冲,同意控制心肌细胞的协调跳动,即心肌的收缩和舒张。每一次收缩,叶片往后击水,水母就能被推动向前游动一次,当心脏细胞放松时,叶片回到原始的放松状态,为下一次的收缩和运动做好准备。连续电刺激,导致人工水母的连续自如游动,与天然水母非常相像,这个人工水母在游泳时能在水中制造涡旋,像天然水母那样通过游动制造涡旋,让漂浮的食物进入它的嘴里。
这个人工水母的研制花费了四年时间,制造这个人工水母的真正目的是在工程学和生物学上考证并探索制造人工心脏所涉及各个学科的具体问题,虽然离建造一个有功能的人工心脏这一宏伟目标,在技术,工程和生物学上还有很多难题和障碍等着我们去解决,但实现这个目标的实践已实实在在地发生,在今天,每一天,并期待新的力量加入。


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30846000:2017-08-18 16:58:18