生物力学测绘方法有助于发展损伤心脏组织的治疗方法

研究人员制定了一种捕获心脏组织详细生物力学性质的新方法。高分辨率光学技术填充了开发和测试疗法所需的重要技术差距，这些疗法可能最终用于在心脏病发作后愈合心脏损伤。

“今天大约有100万人遭受痛苦心每年都有袭击，目前还没有治愈方法心脏组织德克萨斯休斯顿大学的Kirill V. Larin说，他与贝勒医学院和德克萨斯心脏研究所的James F. Martin共同领导了这项研究。“我们正在努力开发再生的方法心脏组织我们的研究是为了测量机械性能确定心脏是否响应疗法愈合。“

在光学学会（OSA）期刊中生物医学光学表达，研究人员向小鼠的研究报告结果表明，表明称为光学相干弹性摄影（OCE）的高分辨率技术可用于比较由诱导的心脏病发作瘢痕的健康组织和组织的机械性能。研究人员计划利用该技术来评估疗法造成对心脏组织损伤的疗法的有效性。

再生心脏组织

当血凝块阻止冠状动脉将富含氧气血液到心脏时，发生心脏病发作。这种堵塞剥夺了氧气的心肌，在短时间内导致疤痕组织的形式导致永久性损伤。这种伤害从跳动心脏夺走了能量，并影响到泵血的速度如何。

“实验表明，来自新生儿哺乳动物心脏的组织可以完全再生，但随着年龄的增长，这种再生能力会减少，”Larin说。“马丁的集团正在努力以一种方式来操纵这些分子途径，以一种刺激成年心脏组织来修复本身。”

研究人员转向了OCE (Larin实验室开发的一种技术)，看看它是否有助于观察实验疗法在小鼠模型中的效果如何。OCE是基于生物医学成像技术光学相干断层扫描(OCT)，可以提供组织微结构的高分辨率图像。然而，OCE不是获取结构信息，而是使用OCT原理来创建高分辨率的组织力学图。

OCE是观察小鼠心脏组织力学的理想方法，因为它具有检测健康组织和疤痕组织之间的边界是否因治疗而移动所必需的分辨率。虽然其他的成像方式，如MRI或超声波可以用来检查组织力学，但它们更适合大面积的组织，而不是小而脆弱的老鼠心脏。

执行OCE需要在组织中感染机械波。就像一块石头落入水导致波浪的模式，暴露于小机械力的组织将表现出通过它传播的特定波的波浪。研究人员通过分析波浪的速度或空间特性来开发分析模型以重建组织的机械性能。

Larin说:“由于小鼠心脏的小尺寸和脆弱的性质，我们不得不制造特殊的设备来对组织产生非常小的扰动。”“施加力的压力、时间和位置必须非常精确。这种波的振幅必须非常小，这对保存组织很重要。”

心脏病发作后检查组织

研究人员测试了他们的成像方法组织样本从老鼠。在诱发心脏病发作后，小鼠产生了类似于人类心脏病发作所造成的疤痕。在第6周，研究人员切除了心脏，并使用OCE来测量心脏组织的力学性能。

研究人员发现受损组织与健康组织相比，显示波宣传的各向异性或方向的方向性降低。该观察结果表明受损区域中的肌肉纤维比健康组织更加紊乱。他们还使用OCE看到了健康和受损组织之间的组织刚度的差异。

“这是对心脏肌肉力学性能的高分辨率映射的第一件OCE应用，”Larin说。“我们能够看到正常心脏组织和心肌梗死区域的机械性质的差异。将来，我们希望使用该技术来检查再生心脏组织帮助我们找到一种疗法，可以造福全世界数百万经历过心脏病。"

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