干细胞技术可以用来制造生物起搏器吗?
虽然今天的起搏器是救生电子设备,但它们受到他们的人工性质的限制。例如,它们的部件可能会失败,或者它们可能会被感染。此外,设备需要定期维护,必须定期更换,并且只能近似心跳的自然调节。一篇审查文章于11月20日发布分子医学的趋势强调了基于干细胞和重编程技术的新方法的前景和局限性,以生产生物起搏器,可能有一天取代电子起搏器。
“理论上,由能够与心脏功能整合的电活性细胞组成的生物起搏器可以提供自然心律规则,而无需留置硬件,”加利福尼亚大学旧金山大学的作者Vasantham说。
为了创造生物起搏器,一种方法是哄骗干细胞变成专门的心脏起搏细胞通常在心脏窦房结内。然后将它们移植到患病的心脏中,以恢复心脏起搏功能。另一种有前途的方法是直接重新编程心脏中已经存在的支持细胞,例如成纤维细胞(如结缔组织),并将它们转化为起搏器细胞以恢复心脏功能。
Vedantham表示,关于生物起搏器的初始大型动物研究产生了有希望的结果,但在生物起搏可能实际上被认为是临床上可行的治疗之前,更多的工作更加前面。例如,研究人员需要更好地了解控制窦房结中的起搏器细胞的开发和维护的机制,就像他们必须开发与真正的鼻窦节点组织比较实验生物起搏器组织的方法。此外,科学家们需要改进用于将细胞输送到心脏内所需位置的方法,以及特定个人的恢复细胞详细描述和功能分析。
“生物起搏器必须达到非常高的性能标准才能取代电子起搏器,”韦丹瑟姆说。“因为即使是几秒钟没有心跳也会导致严重的后果,生物起搏器需要表现出非常强劲和可靠的性能。这在技术上是否可行还有待确定。尽管存在这些挑战,但该领域将在未来几年取得快速进展。”
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