video: Video showing how the tissue-engineered heart valve opens and closes in culture. This material relates to a paper that appeared in the 9 May, issue of Science Translational Medicine, published by AAAS. The paper, by M.Y. Emmert at University of Zurich in Zurich, Switzerland and colleagues was titled, "Computational modeling guides tissue-engineered heart valve design for long-term in vivo performance in a translational sheep model" view more
Credit: M.Y. Emmert <i>et al., Science Translational Medicine </i>(2018)
科学家们利用计算建模能力设计出了能仿效原生心瓣膜属性的、用生物工程制造的心脏瓣膜。这一用生物组织制造的心瓣膜（TEHV）是安全的，它在植入羊体内后的一年中功能良好，表明在未来它或能成为心瓣膜疾病患者的一种治疗工具。心瓣膜疾病（它仍然是全球性重大医疗负担）患者常常会接受人工心瓣膜，然而，目前的人工瓣膜存在寿命有限及无法在年轻患者体内正常生长等问题。长期以来，研究人员一直在探索用生物工程方法来制造活的替代心瓣膜——它们能自我再生和改造以更好地适应自然的循环系统。然而，到目前为止，没有一种得到评估的TEHVs含有原生心瓣膜的独特属性，即需要不断适应随时间变化的血流。为了克服这一障碍，Maximilian Emmert和同事用计算建模来预测TEHVs会如何在移植后随时间而重塑--这一策略能让他们设计持续时间较长、瓣膜力学和组织结构得到改善的TEHV。重要的是，他们的模型对瓣膜会在哪些方向牵拉以代偿之后的重塑进行了估测。作者用经过4周培养的、生长于多聚物网状结构上的播撒血管细胞来制造TEHVs，接着他们移除了这些细胞成分，并将瓣膜移植到11头羊的体内。MRI成像显示，在为期一年的研究结束时，11个TEHVs中有9个仍在发挥功能，它们以类似原生心瓣膜的方式进行了自我重塑。在相关的《焦点》文章中，Jonathan Butcher说，这项研究解决了一个复杂且悬而未决的问题，它代表了TEHV技术“在临床转化中的一个关键性的进展”。
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Journal
Science Translational Medicine