生物医学工程师种植心脏贴片，帮助人们从心脏病发作中恢复

修补心脏需要微小血管的帮助。在人造心脏贴片中排列致密的血管结构可以帮助患者从心脏病发作中恢复。

密歇根理工大学生物医学工程副教授赵峰领导的团队最近发表了两篇关于血管化组织工程的最佳实践的新论文。

该团队的研究论文发表在开展该公司专注于培育干细胞心脏补丁用组织用微小的血管设计得像真的一样心肌肉。他们的综述论文发表在Acta Biomaterialia，研究了六种在工程组织中校准微血管的创新策略的优缺点。

血管系统为组织提供营养和氧气;器官移植、心脏手术或皮肤移植后成功愈合的重要成分。微血管结构是毛细血管样的微血管，特别重要，为了有效，必须高度排列、致密和成熟。具有如此坚固的血管系统的生物材料工程是困难的，并且依赖于支架这个框架来培养细胞。

Zhao解释说:“微血管组织在三维支架中的重要性在很大程度上被忽视了。”“微血管与细胞不同;人们已经做了很多关于细胞排列的工作，但是在微血管上的工作仍然是新的。了解生物材料中微血管排列背后的机制将有助于我们和其他人生物医学工程师创造更好、更精细的植入物和设备。”

为了达到这个目标，Zhao和她的团队回顾了六种用于对齐血管的不同方法的优缺点:机电刺激、表面形貌、微支架和微流体、表面图案和3d打印。

优点各不相同，主要集中在方法的简易性或可控性上。机电刺激就是简单的拉伸;微支架和微流体使医疗检测更容易;3d打印是可定制的。然而，缺点集中在一个主要的挑战上:工程微血管往往太大——它们比心脏组织中真正的毛细血管大得多——而且它们通常不够致密和成熟，无法适当地供应营养和血液。

校准微血管有点像管道，不匹配的尺寸对打开水来说不是好兆头。为了解决一些实际问题，赵的团队专注于仿生微血管的排列、心肌的密度和尺寸。

到目前为止，制造理想的血管化心脏贴片生物材料的工程过程还没有进入临床试验。赵和她的团队希望改变这种状况。

“心肌梗塞是一个大问题，目前没有好的治疗方法，”她说。心脏贴片可以帮助心脏病心脏病．“心脏贴片完全是生物的，由模仿真实组织的脉管系统的干细胞组成，可以帮助修复心脏。”

的开展论文深入研究了微血管在这一过程中的作用，以及工程组织如何跟随自然组织的脚步。第一作者钱子琛(音译)是密歇根理工大学的博士研究生，现在是默克公司的一名研究科学家，他与赵先生在血管化组织方面进行了广泛的合作。去年，哈佛大学授予赵丽珍和钱学森Bhakta Rath奖，以表彰他们的努力。钱学森毕业后，博士候选人Dhavan Sharma和Wenkai Jia继续这项研究。研究小组表示，心肌是最难处理的组织之一。

“在心肌中，细胞高度排列，用于机电信号交易，微血管也高度排列和致密，”赵说，并解释说，贴片中的微血管可以连接到原生血管，带来营养和氧气。如果没有这一点，人造心脏贴片可能会死亡。“但所有组织都有这种微结构。它无处不在。这项技术可以用于骨骼肌、烧伤和慢性伤口愈合和神经再生。”

赵和她的团队已经展示了生物模拟在适合心脏贴片的组织中生长微血管的潜力。下一步将进行动物试验，完善植入物和设备的医疗技术。在微小、致密、排列整齐的血管的帮助下，工程组织可以帮助心脏、皮肤、骨骼和肌肉自然再生。