婴儿心脏需要节奏正确地发展

（欧宝娱乐地址医疗Xpress） - 正确地发展，婴儿心脏需要节奏......即使在他们有血液之前也需要泵。

“我们发现了这一点机械力量在制作婴儿的心中是很重要的，“玛丽·凯德恩塞韦尔 - 罗伊丁，一个Vanderbilt工业，科学家和临床医生一起工作，试图替代心阀门来自患者自己的细胞。

在上个月在期刊上发表的一篇文章中生物材料该团队报告说，他们通过确定由节奏扩张和收缩产生的机械力来对此目标进行了重要的一步心肌细胞在心脏瓣膜形成的初始阶段发挥积极作用。

心脏瓣膜是一个奇妙的装置。它由两个或三个襟翼组成，称为传单，它打开和接近来控制血液流过心脏。它的设计足以在一个人的一生中循环两到三亿次。（人类和鸡都是异常值：大多数其他动物，大而小，有心脏在他们的生活中击败大约十亿次。）然而，心脏瓣膜可能被疾病如风湿热和癌症，老化，心脏病发作和出生损坏缺陷。

“在过去的15年里，人们一直试图使用蛮力工程方法创造一个人工组织的心脏瓣膜，而没有任何成功，”生物医学工程W. David Merryman助理教授说。“我们决定走一步，研究心脏阀如何自然发展，所以我们可以弄清楚如何复制这个过程。”为此，他们设计了一系列与鸡的实验，其心脏以类似于人类的心脏的方式发展。

“发现肉肌细胞产生的变形的发现是对这一过程的完全新的视角，”默德曼，他指导了为期三年的研究。

范德比尔特努力是更广泛的计划的一部分，用于开发名为基于系统的混合器的人工器官，用于器官设计和工程（SYSCODE）。它是一个国家卫生研究院“路线图”倡议，以加快从长凳到床边的科学发现的运动。

“这是我们制作的第二大进步，”心瓣工程的共同主要调查员Pharmactology Joey Barnett教授说。

去年春天，范德比尔特团队宣布他们已经确定了与瓣膜形成相关的独特基因和分子途径。“这些包括我们所知道的基因和途径，我们以前未知的几个，”Barnett曾研究过心脏阀门超过20年。

“遗传学研究给了我们基本零件的名单 - 建造心脏瓣膜所需的硬件，这项最新研究为我们提供了我们需要关于所需环境的信息，”生物学家说。“通过这些信息，我们应该具备我们需要创建阀门间质细胞（VICS）的东西，即心脏瓣膜的基本构建块。”

心脏开始作为一种简单的U形组织管。（在鸡胚的情况下，它是关于印刷页面上逗号的大小。）管有三层。外层由心肌细胞组成，该心肌细胞在血管形成并连接到心脏之前开始脉冲。内层由专门的内皮细胞组成，细胞的类型，线内部的血管内部。夹在两者之间是一层叫心果冻的复杂凝胶状物质。

在流入和流出阀的位置，管的壁加厚以形成心脏果冻的“垫子”。在形成垫子之后，该区域中的内皮细胞在垫子中嵌入自身并转换成VIC。反过来，VIC开始引导将心脏果冻转变为阀门传单的过程。

研究心脏发育早期阶段的标准实验室方法之一是使用显微外科从胚胎中除去雏鸡心脏，并将其放入含有胶原凝胶的细胞培养皿中。然而，该方法不适合研究机械力，所以Sewell-Loftin必须大大修饰。她发现一个钥匙是包括一种称为透明质酸的复杂糖，其在心脏果冻中发现。

接下来，她不得不设计一种测量脉动的变形量的方法心肌细胞凝胶的原因。她通过创建一种计算机程序来实现，该计算机程序分析凝胶表面的显微镜图像序列以估计由脉冲电池引起的力。

当Sewell-Loftin将她的地图与正在形成的vicc的位置相比，她发现细胞在高菌株的区域中优先转化。

该团队的下一步是与诱导多能干细胞合作的研究人员合作 - 一种可以直接从成年细胞产生的干细胞 - 以产生内皮细胞。一旦他们有这些细胞，他们希望产生人类的伴奏。除了引导心脏的初始形成之外，已知伴侣在维持成年人中的阀健康方面发挥作用。因此，他们可以提供更好的方法来修复钙化心脏瓣膜，研究人员推测成人露天手术的主要原因。

研究人员预计，一旦他们能够制造人类的伴奏，就会有很大的机会，他们将在被置于适当设计的生物反应器中时，他们将创造人造人体心脏瓣膜。一旦他们有人造人体心脏阀门，它们就可以用来在需要先天性的40,000名婴儿时更换缺陷的阀门心每年缺陷。希望这些人造阀门与孩子一起生长。电流更换阀门由塑料制成，因此它们不会与孩子一起生长。这意味着这些年轻的患者必须忍受多个手术，这增加了他们有害并发症的风险。

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