Circulation Res:首次!美国明尼苏达大学:3D打印厘米级人类瓣膜泵,能够正常运转

2022-01-24 00:03:39 来源:
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导言:在本年4月,巴勒斯坦人的微生物学家们事与愿违用3-D手写出有一颗“人造肾脏”,这是微生物首次事与愿违设计者并手写出有一个有着蛋白、毛菱血管、横膈膜和十二指肠的肾脏。虽然这颗肾脏里头的蛋白可以出有现挤压,但不可像正常肾脏一样搏动水泵血。最近,美国科罗拉多私立大学的学术研究工作人员首次用3D手写厘米级微生物肾脏水泵,能够正常供油。

在一项开创性的新学术研究中的,科罗拉多私立大学(University of Minnesota)的学术研究工作人员在研究室里头3-D手写了一个厘米级的人体肾脏水泵。这项挖掘出有确实对学术研究肾脏病产生相当规模,肾脏病是美国每年60多万人死亡者的主要原因。

这项学术研究发表文章在美国肾脏协会出有版的《气化学术研究》华尔街日报的封面设计者上。

无论如何,学术研究工作人员曾试着3-D手写从多能微生物肿瘤中的浓缩出有来的心肌蛋白。多能肿瘤是一种可以发展成精子任何类型蛋白的蛋白。学术研究工作人员将这些肿瘤重新脚本语言为心肌蛋白,然后使用各种类型的3-D手写机在称为蛋白均基质的图像构件中的手写它们。原因是,微生物学家而会无法超过肾脏手部蛋白根本发挥作用的不可或缺蛋白量。

在这项新学术研究中的,科罗拉多私立大学的学术研究工作人员改变了这一过程,并且事与愿违了。

这项学术研究的首席学术研究员、科罗拉多私立大学社会科学与建设工程学院应用社会科学建设工程系主任布伦达·奥格尔(Brenda Ogle)对此,“一开始,我们试着3-D手写心肌蛋白,但失败了。后来,凭借我们制作组在肿瘤学术研究和3-D手写方面的专精,我们决定试着一种种系统。我们可用性了由蛋白均基质蛋白制成的辅助微生物沾,将微生物沾与微生物肿瘤紧密结合,并使用微生物沾延蛋白来3-D手写了横膈膜构件。肿瘤首先在构件中的被扩展到颇高蛋白量,然后我们将它们变异成心肌蛋白。”

简短图解:A.人鼻音肾脏水泵(hChaMP)设计者巨集的横截面图。该巨集来自于对人体肾脏的放射成像扫描,该肾脏被缩小了10倍(其最长轴处为1.3厘米,十分相似老鼠肾脏的大小不一),并经过修改以在肾脏巨集的鼻音室中的形成一个单向悬浮环路。其要能是成立有着连续手部和方面水泵特性的几何图形相对来说的肾脏有组织。B.该组指定了独特的类器官方法来产生hChaMP,其中的微生物作用于的多能肿瘤(hiPSCs)以可用性的方式将岩层,基于蛋白均基质的微生物沾,使多能肿瘤扩张到有组织样量,并随后变异为心肌蛋白。随着时间的推移,hChaMP可以同步抖动,成立负荷,并像活水泵一样使气泡供油。

学术研究组挖掘出有,他们首次可以在仅仅一个月的时间内超过蛋白量颇高的要能,使蛋白能够像微生物肾脏一样一齐抖动。

奥格尔对此,这是肾脏学术研究的一个重要进展,因为这项新学术研究显示了他们如何能够以一种能够有组织和协同工作的方式将3-D手写心肌蛋白。因为这些蛋白是在彼此相邻的地方变异的,这格均十分相似肿瘤在精子发育的方式将,然后消失心肌蛋白。

与无论如何其他招来关注的学术研究相比,这项挖掘出有建构了一个十分相似封闭的鞘构件,有一个气泡入口和一个气泡出有口,学术研究工作人员可以在这里头校准肾脏如何使肝脏在精子悬浮。这使得这个鞘构件视为学术研究肾脏特性的珍贵工具。

人体横膈膜肌水泵的电化学特性

人体横膈膜肌水泵(hChaMPs)的机械特性

奥格尔对此,“我们现在有了一个假设来和在蛋白和大分子颇高水平上的水泵构件发生了什么,开始接近微生物肾脏。接下来,我们可以将传染病和损伤引入假设,然后学术研究药物和其他疗法的优点。”

肾脏手部假设据估计1.5厘米长,是各种类型设计者适合离开老鼠的腹鼻音有利于学术研究。

虽然这些看起来是一个非常简单的观念,但如何实现它是相当复杂的。学术研究工作人员已经看到了这种潜力,他们看来这项新挖掘出有确实会对肾脏学术研究产生革命性的冲击。

值得注意出有处:

Molly E. Kupfer, Wei-Han Lin, Vasanth Rikumar, et.al. In Situ Expansion, Differentiation, and Electromechanical Coupling of Human Cardiac Muscle in a 3D Bioprinted, Chambered Organoid. Circulation Research Vol. 127, No. 2

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