據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)12月12日?qǐng)?bào)道，美國(guó)萊斯大學(xué)和德州兒童醫(yī)院的研究人員成功制成了一種名為“生物支架”的生物相容性補(bǔ)丁，能夠修復(fù)嬰兒的先天性心臟缺損。其能與活性心肌細(xì)胞相容，并可支撐新的健康組織的生長(zhǎng)。隨時(shí)間推移，它也會(huì)逐漸降解。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在近期出版的《生物材料學(xué)報(bào)》上。
一個(gè)好的支架需能夠完美地執(zhí)行多種功能：它需要強(qiáng)大到足以承受心臟跳動(dòng)的壓力，還能良好地?cái)U(kuò)展和收縮。另外還需要具有孔洞支持新的心臟細(xì)胞的遷移，使它們自發(fā)建立連接，形成自然支架以取代植入的補(bǔ)丁。同時(shí)其還要足夠堅(jiān)韌以支持縫合過(guò)程，并能在自然組織發(fā)揮作用后適時(shí)進(jìn)行生物降解。
目前用于治療先天性心臟缺損的修復(fù)補(bǔ)丁多由合成纖維制成，或取材自乳牛或病患本體。但這種補(bǔ)丁并不具有活性，其就如塑料一般，無(wú)法與病患的心臟組織融為一體，并具有引發(fā)心力衰竭、心律失常和纖維性顫動(dòng)等癥狀的風(fēng)險(xiǎn)。
此次制成的三明治結(jié)構(gòu)支架的中間一層為聚己內(nèi)酯（PCL）聚合物，其能逐漸硬化形成拉伸帶。而混合兩種具有不同分子質(zhì)量的PCL，可在粗糙表面形成微小的孔隙。外面的兩層則是由明膠和脫乙酰殼多糖一比一混合而成的水性凝膠，兩種原材料都很常見(jiàn)。心肌細(xì)胞能在水性凝膠表面增殖，逐漸形成網(wǎng)絡(luò)，并能契合心臟組織的舒張和收縮。雖然細(xì)胞不能穿過(guò)PCL的孔洞，但這些孔隙卻能使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)從一側(cè)傳輸至另一側(cè)，它們也能使凝膠緊緊附著在PCL的核心。
研究人員在水中測(cè)試了PCL的生物降解特質(zhì)。50天后，約有15%的PCL分散開(kāi)來(lái)，形成了不規(guī)則的薄片。他們表示如果PCL被植入人體內(nèi)，這一降解速度將會(huì)變慢，需要數(shù)月才能完成。但這個(gè)過(guò)程也很穩(wěn)定，可支持肌肉組織的逐步構(gòu)建。科學(xué)家稱，他們希望未來(lái)“生物支架”能夠與干細(xì)胞衍生的心臟細(xì)胞相結(jié)合，在植入嬰兒體內(nèi)后，快速縫合心臟缺陷處，緩解心室壓力，并在之后觀測(cè)時(shí)表現(xiàn)得與正常組織無(wú)異。研究人員還透露，干細(xì)胞的可能來(lái)源包括羊水和新生兒母體等，這將確保心臟補(bǔ)丁的基因一致性，他們目前亦在進(jìn)行相關(guān)的研究。下一步，科研人員還將進(jìn)行數(shù)年測(cè)試，直至這種支架順利進(jìn)入人體試驗(yàn)階段。