生物工程生活心脏瓣膜

卡塔尔大学(Qatar University)的研究人员与伦敦帝国理工学院(Imperial College London)、美国Biostage, Inc.和黎巴嫩贝鲁特美国大学(American University of Beirut)合作，在开发活心脏瓣膜方面取得了进展，这种瓣膜可以随身体生长，并与患者自身组织结合。

团队产生了心阀门利用纳米技术，3d打印和组织工程，这涉及最近开发的技术将活细胞生长为功能组织或器官。组织工程已被用来成功地发展人类皮肤和膀胱。

“生物学工程器官和组织有很大的需求，特别是由于器官捐赠者的巨大短缺，”卡塔尔大学的工程师和主要调查员Anwarul Hasan说。

需要心瓣膜特别高:心脏瓣膜疾病是心脏衰竭最常见的原因之一。每年，仅在美国就有超过9万人需要进行心脏瓣膜置换。

生物工程心脏瓣膜克服了机械瓣膜和生物瓣膜相关的一些问题，这是目前心脏瓣膜置换的两种主要选择。机械瓣膜通常由金属制成，患者需要终生服用血液稀释剂，而由动物组织制成的生物假肢寿命有限，必须在10至20年后更换。这两种阀门都不能随着时间的推移而增长年轻患者可能必须在寿命期间接受几个阀门更换操作。

“生物工程的组织阀门将持续更长时间，身体采用而不会排斥，随着患者的增长而增长，”Hasan说。

对于生物工程的心脏阀门，团队首先制造了一个三脚手形状的心瓣，使用特殊的基于纳米纤维的生物材料，该生物材料强，柔韧，可生物降解。然后它们用活心脏干细胞注入支架并将其培养在组织培养箱中。细胞增长并乘以15天，逐渐和部分地替代支架，其缓慢降解。预计该过程将在植入后继续在身体内，直到阀门与患者的原生组织完全集成。

研究人员开发了一种模拟心脏系统的新方法，使他们能够测试人造瓣膜是如何影响血液流动的。结果显示，这种组织工程心脏瓣膜模仿了天然心脏瓣膜的功能，以与商业心脏瓣膜相似的速度和压力有效地开启和关闭。

到目前为止，组织工程心脏瓣膜只在实验室中进行过测试。研究小组下一步计划在各种条件下在活体动物身上测试这些阀门，以评估它们是否可以用于人类的安全研究。例如，需要长期的实验来充分了解细胞在体内的降解和生长过程。

大约25,000人死于欧洲联盟中突然死亡的死亡人数，因为心脏病每年都会出现阀门缺陷。由于人口老龄化，这些数字预计将在未来50年内三倍。

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