神奇的心脏“补丁”技术

材料牛注：Cyborg心脏补丁的发明使得代替受损心脏器官成为可能，并且实时对患者心脏进行远程监控也不再是天方夜谭，心脏疾病患者未来将充满希望。

在美国，25%以上的心脏病人都会在等待可移植心脏的过程中死去。尽管这个数字听起来让人沮丧，但心脏移植手术仍然处于上升趋势。因为直到现在为止，这是病人们唯一能选择的治疗方式。

以色列特拉维夫大学创建了一个名为Cyborg的心脏修补系统。这是一项新的工程技术，该项技术有望革新心脏研究领域，仿生心脏补丁有效地结合了人体器官和工程元件。事实上，它的能力超越了人类单独的心脏组织。这种补丁不仅能够如同人类心脏组织一样收缩和扩张，而且能像机器一样控制其自身运作。

这项发明是由特拉维夫大学的生物技术系，材料科学与工程系和纳米科学与纳米技术中心的Tal Dvir教授以及Ron Feiner博士所创造的。他们的研究近期发表在《Nature Materials》期刊上。

科幻小说以科学的形式变为现实

“心脏补丁的出现使得我们将电子元件与活性组织结合了起来。”Dvir教授表示，“这听起来非常科幻，但是确实已经出现了，我们期望它能够让我们在心脏组织的研究向前迈进一大步。”

“到目前为止，我们仅仅制造了有机心脏组织，但结果喜忧参半。现在我们已经制造出可存活的仿生组织，这确保了心脏组织是能够正常运行的。”

在过去五年中，Dvir教授的组织工程和再生医学实验室对于心脏的研究一直位于世界前沿。他们可以利用复杂的纳米技术工具来开发由于心肌梗死和心脏疾病所造成的永久性损坏组织的功能替代品。新的Cyborg心脏补丁不仅能够取代有机组织，而且还能确保它能够通过远程的方式来监控病人的状况。

“我们首先要确保细胞能够在补丁内收缩，这就是为什么要用有机材料。”Dvir博士说，“但是同样重要的是，我们需要去核实补丁内究竟发生了什么，并且据此调节它的机能。我们仍然希望能够从补丁内释放药物，并直接作用于心脏，从而提高其与主体的结合度。

对于新的仿生补丁，Dvir博士和他的团队设计了适合移植的厚仿生组织。工程组织的电子特性是感知组织功能，并且提供相应的电刺激。此外，电活性聚合物被集成到电子设备上。在激活时，这些聚合物能够释放药物，例如生长因子或所需小分子。

实时心脏治疗

“试想一下，一个病人只是坐在家中，感觉不舒服。”Dvir博士说道，“它的医师将能够实时地登录电脑并且查阅患者的病例。他可以查看由工程组织中植入的传感器远程发送的数据，并且由此准确的评定它的病人应该如何去做。他可以适当地干预心脏搏动，并且为远处的再生组织激活药物。”

“心脏补丁的长期目标是能够调节其自身优势，换句话说就是如果它检测到炎症，它就会释放出反炎症的药物；如果它感应到氧气不足，它就会释放分子为心脏补充血红细胞。

Dvir博士目前正在研究如何将他的实验观念应用于大脑与脊髓的神经疾病的治疗中去。

“确切的来说，这是一个突破。”Dvir博士说，“但是我不建议暴食芝士汉堡或停止运动，该项技术投入实际应用或许还需要一些时间。与此同时，一个健康的生活方式仍然是保持心脏健康的最好的方式。”

本文参考地址：Cyborg cardiac patch may treat the diseased heart

本文由编辑部王宇提供素材，周睿毅编译。