科技日报实习记者 张佳欣

据近日发表于《先进生物学》月刊的一项研究，加拿大研究人员在实验室培育出一个小型的人类左心室模型。这种生物人工组织结构由活的心脏细胞组成，跳动的强度足以将液体泵入生物反应器。这种模型可作为实验平台，给研究和治疗心脏疾病提供新方法。

模型心室由活心脏细胞制成，其跳动的强度足以将液体泵入管内。该模型可用于研究心脏病、测试潜在疗法，而无需进行侵入性手术。
图片来源：萨尔戈尔·奥霍瓦蒂安/加拿大多伦多大学官网

多伦多大学应用科学与工程学院研究人员表示，利用这些模型可测量射血量（每次心室收缩时排出的血量）和血压，研究细胞、组织和器官的功能，所有这些都无需侵入性手术或动物实验。此外，还可用它们来筛选药物分子、测试药物影响等。

为了让实验室培养的细胞和组织形成更接近人体中的三维形态，研究团队使用了由生物相容性聚合物制成的微型支架。这种支架通常带有凹槽或网状结构，可 在上面 种植心肌细胞，使其在培养液中生长。随着时间推移，活细胞生长在一起，形成一个组织。支架的基本形状或图案促使生长的细胞在特定方向上对齐或伸展，还可以 用电脉冲来控制它们跳动的速度。

研究人员创造了一种形状像平板的支架，由3个网状板组成。在将细胞种植到支架上生长大约一周后，再将薄片绕着一个中空的聚合物轴（称为心轴）滚动。 研究人 员观察到，一个由3层重叠的心脏细胞组成的管子一致跳动，在末端将液体从孔中泵出。管的内径为0.5毫米，高度约为1毫米，与怀孕19周时人类胎儿的心室 大小相当。

研究人员表示，所有这些基本都是由一层细胞制成的，但真正的心脏有很多层，每一层细胞朝向不同的角度。当心脏跳动时，这些层不仅收缩，还会扭曲，有 点像拧 毛巾把水挤出来一样。这使心脏能够比正常情况下泵出更多的血液。该团队在3块板上绘制出彼此之间不同角度的凹槽图案，从而复制出了这种扭曲排列。