本文转自公众号：医休研究院、医休器械（yixiuqixie.com）

明尼苏达大学与美敦力公司和迈克尔·麦卡尔平实验室合作，开发出了由足够大的活体心脏组织组成的仿生测试平台，可以测试临床设备。

2015年，实验室开发了一个综合生物材料平台，该平台从统计学上确定了最有利于心肌细胞分化的细胞外基质配方。此后不久建立了一种使用生物墨水中的人类干细胞对细胞外基质配方进行3D生物打印的方法。

生物打印结构中的人类诱导多能干细胞可以增殖至高密度，然后在3D结构中分化为心肌，从而形成仿生工程厘米级人类心脏组织，其大小足以容纳医疗设备。由于工程组织是活的，因此可以跟踪设备干预后的影响长达数月。

这张来自Brenda Ogle实验室的图表展示了在腔体结构中对干细胞进行生物打印，以及随后这些结构的分化和成熟。

[图片由Ogle研究小组提供]

为心脏消融治疗开辟新道路

最近我们专门探索了左心房肺静脉消融的心脏消融治疗案例，通过前期的技术，我们开发了仿生工程试验台，并与美敦力合作测试了他们的冷冻消融产品。

Michael McAlpine实验室在我们的工程组织中添加了柔性传感器，利用电阻抗断层扫描技术实时绘制压力分布的时空图。通过这种方式，我们可以跟踪设备施加到组织上的温度和压力。

我们发现细胞对消融的反应与施加的压力之间存在密切的相关性。在某些情况下，与未消融的对照组相比，心肌细胞可以在消融区域中存活，形态更圆润，并且连接性被破坏。这是首次已知的人类活体心肌细胞在消融手术后的功能表征，它表明了消融后心律失常可能重新发生的几种机制。

这些仿生工程试验台可以作为组织健康和功能的指标，并提供独特的见解，了解人类细胞对消融干预的反应。此类研究也可以加速开发更有效的心律失常疗法，包括心房颤动。

这张来自Brenda Ogle实验室的图表展示了具有压力传感功能的仿生心肌试验台。

[图片由Ogle研究小组提供]

目前，仿生测试台的测试涉及多个服务：处理干细胞、推动纯心肌细胞群分化以及生物打印和组织组装。一些实验室正在开发这项技术，很快就能制造出足够大的结构来测试临床级设备。