三维模型识别了人类胎盘中的营养交换
人类胎盘的新的三维成像技术已经开发出来,以帮助了解胎儿生长受限的原因,这种情况仅在英国就影响了数千人。
在所有种类的哺乳动物中,维持生命的重要营养物质都是通过复杂的血管网络在全身运输的。尽管这些网络很重要,但人们对决定溶质(如氧气)向组织和器官运输的物理因素仍然知之甚少。
现在,新的发现发表在今天科学的进步,详细介绍了曼彻斯特大学和圣玛丽医院的一组科学家的三维成像研究。这项研究通过数学建模的方法,使人们对这一重要的生命维持过程有了新的认识人类胎盘.
胎盘是发育中的胎儿的生命维持系统。胎盘含有大量末梢绒毛,这些小结构包含紊乱的胎儿毛细血管网络,被母体血液包围。
胎盘的独特之处在于它同时扮演着多个器官的不同角色。特别是它允许母亲和发育中的胎儿交换氧气和重要营养物质。然而,胎盘在某些情况下的重要性胎儿生长受限仅在英国,每年就有3.5万名孕妇患上这种疾病,但人们对其了解甚少。
现在,一个由数学家、物理学家、生理学家和临床顾问组成的专家团队,已经使用3d成像技术来帮助模拟人脑所执行的一些复杂过程胎盘.
MRC主席研究员、主要作者Igor Chernyavsky博士说:“在我们的新研究中,我们展示了末端绒毛不规则的三维结构如何决定其在母体和胎儿之间交换溶质(如氧气)的能力。
”相结合图像分析而且计算流体动力学,我们现在可以用数学方法量化单个末梢绒毛的交换能力。我们现在预计,这一进展将有助于开发更大规模的胎盘功能计算模型。我们希望我们对胎盘几何形状在胎儿发育中的作用的新理解将帮助临床医生解决胎盘结构受损的疾病。”
更多信息:胎儿胎盘微血管网络转运的物理和几何决定因素科学的进步(2019)。advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav6326