2 - 华人科学家发明出3D打印干细胞心脏补丁

细胞在不同培养基上的存活率变化，黑色菱形为Matrigel培养基，黑色方块为hCMP，黑色三角为聚乙二醇，白色三角为牛心包膜

接下来，研究人员选择了心肌梗塞（MI）的小鼠模型进行试验，将它们分为3组，一组用2个hCMP治疗，一组用2个不携带细胞的纯支架进行治疗，还有一组作为空白对照，不接受任何治疗。hCMP和纯支架都放置于发生过梗塞的部位，并且通过脱细胞处理的牛心包膜（包裹牛心脏的一层皮状组织，脱细胞后不含任何细胞，避免对实验结果产生干扰）将其固定在梗塞位置，避免移动。

结果显示，在治疗进行1周时，“移植”成功的细胞大概占24．5±2．6％，到第4周下降到11．2±2．3％。尽管发生了不小的下降，但是这个比例仍然比过去报道过的心肌细胞移植研究的比例（3－4天就从6．9％下降到了2％）要高得多。

在第28天，研究人员对小鼠进行了超声心动图检查，来评估受损心脏功能的恢复，MI＋hCMP组的小鼠果然是恢复最好的一组，两个重要参数——左心室射血分数（代表了心肌的收缩能力，收缩能力越强，射血分数越大，＜50％为功能受损）和左心室短轴缩短率（同样为衡量心室收缩能力的参数，＜25％为功能受损）都明显高于另外两组；而且梗塞部位的面积也明显减小了。

B、C：正常小鼠、心肌梗塞（MI）小鼠、置入纯支架MI小鼠和置入hCMP的MI小鼠（由上至下）的左心室射血分数（B）和左心室短轴缩短率（C）的对比；D：心肌组织切片染色图（顺序由左至右同B、C），BP为牛心包膜

对于他们的研究成果，Ogle博士表示，这项研究与以前类似的研究不同，因为这个“补丁”是以天然心脏组织的结构为模板，经过先进的3D扫描和打印技术制作出来的，它的物理结构与“原生结构”相似度非常高。只有这种类型的3D打印才能够实现1μm级的分辨率，“完美地”模拟“原生结构”。再加上诱导性多能干细胞，可以按照研究人员的要求分化出所需的3种类型的细胞，这种“巧妙的”结合让他们的实验获得了成功。

Ogle博士（右）和她的学生，本次研究的参与者之一，Molly Kupfer（左）展示“心脏补丁”

“心脏十分复杂，一开始我们对这个‘补丁’的工作效率是感到忐忑的，” Ogle博士说。“但是当我们看到细胞在支架中排列的整整齐齐，并且完整、顺利的传导了电信号的时候我们得到了极大的鼓励。”

基于目前的成功，研究人员已经开始着手开发更大的“补丁”，他们接下来的目标是在猪的心脏中进行测试，因为它与人类的心脏大小相似，这是“心脏补丁”迈入临床的重要一步。