增材纺织法造出人工心室模型

每日新闻:美国哈佛大学工程与应用科学学院的生物工程师首次开发出一种螺旋排列心肌细胞的人类心室生物杂交模型实验表明，这种排列方式可以显著增加心脏每次收缩时心室的泵血容积，从而解决了长期以来人工心脏制造的瓶颈这项研究最近发表在《科学》杂志上

螺旋心肌带在心脏收缩时会产生扭转运动，与心脏射血容量密切相关此前，科学家发现这种扭转运动对于心室中的大量血液泵出至关重要，但由于其挑战性，很难完全理解螺旋排列的实验模型

研究人员使用了一种新的添加纺织品制造方法，称为聚焦旋转喷射纺丝，可以高通量制造直径从几微米到数百纳米的螺旋纤维，并可以直接引导细胞排列，从而形成可控的组织工程结构其工作原理是将液态聚合物溶液装入储液器，伴随着设备的旋转，离心力将溶液推出微小的开口当溶液离开储液器时，溶剂蒸发，聚合物固化形成纤维当纤维沉积在收集器上时，纤维的方向由集中的气流控制研究小组发现，通过倾斜和旋转收集器，纤维将在收集器旋转时排列和缠绕收集器，模仿心肌的螺旋结构

研究人员表示，人类的心脏实际上有多层肌肉以不同的角度呈螺旋状排列Spinning jet spinning技术可以非常精确地重建这些复杂的结构，形成单腔甚至四腔心脏结构

研究人员在纤维上培养心肌细胞，比较螺旋排列和环向排列制成的纤维的心室变形，电信号速度和射血容量结果表明，螺旋排列优于圆周排列