發(fā)布時間:2013-12-27
人造的組織或器官在醫(yī)學中的應用,一直是基礎研究領域中的一個跨學科綜合工程,美國加州理工學院和哈佛大學的科學家和工程師聯(lián)合攻關,試圖建立人工心臟。
2012年6月,這個聯(lián)合團隊用干細胞分化的心肌細胞成功地創(chuàng)造出一個人工水母,這個人工水母通過心肌的同步收縮和舒張,可以在水中推動其自身前進,像一個真的水母那樣游泳。跟據(jù)水母的古老的名字medusa,科學家們將這個模型命名為"medusoid"。用人造心臟來置換患病的心臟, Mudusoid模型的建立是通向這一宏偉的目標的里程碑之一。
在研究了幼年水母的運動之后,工程師們與生物學家一起精心設計了人工水母的制造方案和實施步驟。 類似成熟水母的外觀和構造,工程師們用物理材料及硅膠制造一個由一個中心發(fā)出的八個葉片的人工水母結構,葉片只能往一個方向煽動,葉片的一面可以導電,另一面的硅膠表面培養(yǎng)出心肌細胞。將人工水母置于水中,外加電流脈沖,同意控制心肌細胞的協(xié)調跳動,即心肌的收縮和舒張。每一次收縮,葉片往后擊水,水母就能被推動向前游動一次,當心臟細胞放松時,葉片回到原始的放松狀態(tài),為下一次的收縮和運動做好準備。連續(xù)電刺激,導致人工水母的連續(xù)自如游動,與天然水母非常相像,這個人工水母在游泳時能在水中制造渦旋,像天然水母那樣通過游動制造渦旋,讓漂浮的食物進入它的嘴里。
這個人工水母的研制花費了四年時間,制造這個人工水母的真正目的是在工程學和生物學上考證并探索制造人工心臟所涉及各個學科的具體問題,雖然離建造一個有功能的人工心臟這一宏偉目標,在技術,工程和生物學上還有很多難題和障礙等著我們去解決,但實現(xiàn)這個目標的實踐已實實在在地發(fā)生,在今天,每一天,并期待新的力量加入。
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