机械力使婴儿的心至关重要

正确发展,婴儿的心需要节奏…甚至在他们血液泵。

“我们已经发现,机械力使婴儿的心很重要,”玛丽说凯瑟琳Sewell-Loftin,范德比尔特研究生使用一组范德比尔特工程师,科学家和临床医生试图种植替代心脏瓣膜病人自己的细胞。

上个月在《华尔街日报》发表的一篇文章中生物材料研究小组报告说,他们已经决定向这个目标迈出的重要一步,机械力亚博网站下载产生的有节奏的扩张和收缩的心脏肌肉细胞发挥积极作用在心脏瓣膜形成的初始阶段。

心脏瓣膜是一个奇妙的装置。它由两个或三个皮瓣,叫做传单,打开和关闭控制流动的血液通过心脏。设计,周期2 -三十亿次一个人的一生。(人类和鸡是离群值:大多数其他动物,大型和小型,心,在他们的生活中击败十亿倍)。然而,可以损坏心脏瓣膜疾病,如风湿热和癌症,衰老,心脏病和出生缺陷。

“在过去的15年里,人们一直试图创建一个心脏瓣膜的人工组织使用蛮力工程方法没有任何成功,“生物医学工程助理教授w·大卫说小丑。“我们决定退一步,研究心脏瓣膜自然发展我们可以找出如何复制过程。”To do so, they designed a series of experiments with chickens, whose hearts develop in a fashion similar to the human heart.

“发现变形产生的跳动的心脏肌肉细胞是重要的过程提供了一个全新的视角,“小丑说,导演为期三年的研究。

范德比尔特的努力是一个更广泛的计划的一部分开发人造器官叫器官设计和工程系统财团(SysCODE)。这是美国国立卫生研究院的“路线图”计划,科学发现的运动速度从板凳上到床边。

“这是第二次我们已经取得了重大进展,”药理学教授乔伊巴内特说,心脏瓣膜项目的首席调查员。

去年春天,范德比尔特团队宣布他们发现了独特的基因和分子途径与阀的形成有关。“这些包括两个基因和通路,我们知道和一些未知的,”巴内特说,研究心脏瓣膜20多年。

“遗传的研究给了我们的列表所需的基本部分——硬件——建立一个心脏瓣膜,这一最新研究为我们提供了我们需要的信息的环境是必需的,”生物学家说。“有了这个信息,我们应该需要创建瓣膜间质细胞(vic),心脏瓣膜的基本构建块。”

心脏开始作为一个简单的,u型管的组织。(在鸡胚胎的情况下,它是关于一个逗号在打印页面的大小。)管有三个层次。心肌细胞的外层是由前开始脉动血管形成和附加到心脏。内层由专门的内皮细胞,细胞的类型的内部血管。夹在两层的一个复杂的凝胶状的物质称为心脏果冻。

在流入和流出阀的位置,管变厚的墙壁形成的“缓冲”心脏果冻。靠垫形成后,内皮细胞在该地区嵌入自己的缓冲和转换成维克。维克,反过来,开始引导过程,将心脏果冻在缓冲阀传单。

之一的标准实验方法研究中心发展的早期阶段是使用显微外科切除小鸡的心从细胞培养的胚胎,并将其菜充满胶原凝胶。然而,该方法不适合学习机械力量所以Sewell-Loftin不得不大幅修改它。她发现一个关键是包括一个复杂的糖称为透明质酸,这是心脏中发现果冻。

接下来,她不得不想出一个方法来测量变形的脉动心肌细胞引起的凝胶。她这样做,通过创建一个计算机程序分析的显微镜凝胶表面的图像序列估计造成的部队跳动的细胞。

当Sewell-Loftin相比她的地图位置维克被形成,她发现细胞转换优先领域的高压力。

团队的下一个步骤是与一个研究员与诱导多能干细胞——一种干细胞,可以直接从成年细胞生成,产生内皮细胞。一旦这些细胞,他们希望产生人类维克。除了指导心脏的初步形成,维克已知在保持阀健康成年人中发挥作用。所以他们可以提供一个更好的方法来修复钙化心脏瓣膜、心脏手术在成人的主要原因,研究人员推测。

一旦他们可以使人类维克,很有可能,他们将创造人类人工心脏瓣膜放置在设计一个适当的生物反应器,研究人员预测。一旦他们有人类人工心脏瓣膜,在需要的时候他们可以用来替换有缺陷的阀门在每年40000名婴儿出生,先天性心脏病。希望这些人造瓣膜将增长的孩子。目前更换阀门是用塑料做的所以他们不与孩子成长。这意味着这些年轻的病人必须忍受多次手术,将有害的并发症的风险。

来源:http://www.vanderbilt.edu/