據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)12月12日報道，美國萊斯大學(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”的生物相容性補丁，能夠修復(fù)嬰兒的先天性心臟缺損。其能與活性心肌細胞相容，并可支撐新的健康組織的生長。隨時間推移，它也會逐漸降解。相關(guān)研究報告發(fā)表在近期出版的《生物材料學(xué)報》上。
一個好的支架需能夠完美地執(zhí)行多種功能：它需要強大到足以承受心臟跳動的壓力，還能良好地擴展和收縮。另外還需要具有孔洞支持新的心臟細胞的遷移，使它們自發(fā)建立連接，形成自然支架以取代植入的補丁。同時其還要足夠堅韌以支持縫合過程，并能在自然組織發(fā)揮作用后適時進行生物降解。
目前用于治療先天性心臟缺損的修復(fù)補丁多由合成纖維制成，或取材自乳牛或病患本體。但這種補丁并不具有活性，其就如塑料一般，無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等癥狀的風(fēng)險。
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。心肌細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。雖然細胞不能穿過PCL的孔洞，但這些孔隙卻能使營養(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。
研究人員在水中測試了PCL的生物降解特質(zhì)。50天后，約有15%的PCL分散開來，形成了不規(guī)則的薄片。他們表示如果PCL被植入人體內(nèi)，這一降解速度將會變慢，需要數(shù)月才能完成。但這個過程也很穩(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“生物支架”能夠與干細胞衍生的心臟細胞相結(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，并在之后觀測時表現(xiàn)得與正常組織無異。研究人員還透露，干細胞的可能來源包括羊水和新生兒母體等，這將確保心臟補丁的基因一致性，他們目前亦在進行相關(guān)的研究。下一步，科研人員還將進行數(shù)年測試，直至這種支架順利進入人體試驗階段。