一個(gè)基于聚合物的原型貼片已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，可以用于修復(fù)心臟病發(fā)作后的心臟組織。都柏林三一學(xué)院的生物工程師說(shuō)，這種貼片可以承受心臟跳動(dòng)的機(jī)械要求，同時(shí)模仿心臟的電信號(hào)特性。2020年2月12日，一篇描述這項(xiàng)研究的論文發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》的雜志上。
排列著心臟細(xì)胞的心臟貼片可以通過(guò)外科手術(shù)修復(fù)心臟病發(fā)作后切除受損組織的患者的心臟組織，并修復(fù)嬰兒和兒童的先天性心臟病。不過(guò)，三一學(xué)院網(wǎng)站上的一份新聞稿解釋說(shuō)，最終的目標(biāo)是創(chuàng)造出無(wú)細(xì)胞貼片，可以在不損害心肌運(yùn)動(dòng)的情況下恢復(fù)心臟細(xì)胞的同步跳動(dòng)。
以聚酯為基礎(chǔ)的熱塑性聚合物不能滿足心肌的機(jī)械需求，而聚酯型熱塑性聚合物主要被批準(zhǔn)用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。然而，熱塑性聚合物的功能可以通過(guò)其結(jié)構(gòu)幾何來(lái)利用。生物工程師們隨后著手制作一塊可以控制材料在多個(gè)方向上膨脹的貼片，并使用工程設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。
這篇論文的作者、生物醫(yī)學(xué)工程助理教授Michael Monaghan說(shuō)：“我們的研究是為數(shù)不多的關(guān)注傳統(tǒng)材料的研究之一，通過(guò)有效的設(shè)計(jì)，我們可以模仿心臟依賴方向的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)可以重復(fù)地維持下去。這是通過(guò)一種名為熔體電寫(xiě)的新方法實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)與全國(guó)各地的供應(yīng)商密切合作，我們能夠定制工藝以滿足我們的設(shè)計(jì)需求?！?/span>
熔體電寫(xiě)被描述為一種精細(xì)的3D打印形式，它使用電場(chǎng)繪制寬度為人類(lèi)頭發(fā)的十分之一的纖維。愛(ài)爾蘭的Spraybase公司設(shè)計(jì)了一種適合熔體電寫(xiě)的熔體電紡儀，三一學(xué)院的研究人員用它來(lái)生產(chǎn)貼片。Spraybase的熔體電紡儀在2019年愛(ài)爾蘭實(shí)驗(yàn)室獎(jiǎng)上被評(píng)為年度創(chuàng)新。
貼片涂有導(dǎo)電聚合物聚吡咯，以在保持細(xì)胞相容性的同時(shí)提供導(dǎo)電性。
新聞稿稱，原型貼片經(jīng)受住了重復(fù)拉伸，這是心臟生物材料的主要擔(dān)憂，并顯示出良好的彈性，可以準(zhǔn)確模擬心肌的關(guān)鍵屬性。
Monaghan說(shuō)，研究人員現(xiàn)在期待著進(jìn)一步開(kāi)發(fā)下一代的設(shè)計(jì)和材料，最終目的是將這種貼片應(yīng)用于心臟病發(fā)作的治療。
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