“肌肉电影”承诺身体部位和生物机械

 作者:辛劓     |      日期:2017-09-01 23:50:33
研究人员表示,薄膜聚合物涂有活体肌肉,可用于测试新药,修复受损身体部位,甚至可以制造逼真的生物机器哈佛大学的团队通过将肌肉细胞附着在弹性聚合物片上来创造“肌肉薄膜”通过在这些聚合物上铺设条纹图案的蛋白质,它们能够使肌肉细胞自身排列成肌纤维,类似于动物当受到电击时,可以使得到的混合材料以可以容易控制的速率弯曲,卷起或蠕动他们认为这些材料可能具有多种用途 “收缩与自然肌肉相当,”新研究的第一作者亚当费恩伯格说与其他创造工程肌肉的群体相比 - 例如通过在凝胶板中培养肌肉细胞 - “我们能够以更少的细胞产生更高的力量,”他说制作新的肌肉薄膜的关键是让肌肉细胞在几厘米内相互对齐为此,他们首先通过用由蛋白质纤连蛋白制成的精确图案条纹压印来制备聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)片然后他们从大鼠的心脏中取出肌肉组织,将组织打破到单个细胞,并将这些细胞接种到聚合物上在大约四天的孵育中,肌肉细胞牢固地附着在表面上的纤连蛋白上在具有20微米厚的纤连蛋白条纹图案的表面上,细胞沿着这些路径生长并自动组织成肌纤维 “我们能够做一些组织工程师迄今无法做到的事情,”领导哈佛大学研究团队的Kevin Kit Parker说他说,这种自组织是让细胞对齐的简便方法,因此可以协调收缩 “如果你放下一个图案,你会自动构建一个组织”为了展示这些肌肉电影的能力,研究人员制作了许多不同的设备,其中一些具有生物学启发他们切割三角形材料,沿最长边测量约1厘米长当施加电流时,三角形像鱼尾一样踢它的小端,甚至可以通过水慢慢游动 Feinberg及其同事还制作了一种微型爬行机,通过将一条材料环绕回自身,形成一个环形的“身体”,一条“腿”伸出末端电脉冲使这条腿弯曲,使其随意移动该团队还展示了一种爪状抓手,由长条状材料制成,可以封闭,使其两端接触请参阅此处的材料视频(3.5 MB,mpeg)和此处(2 MB,mpeg)最终,该团队计划使用人体心肌细胞,并希望这些材料可用于修复对活体器官的损害并测试新药 “你能从头开始建造自己的患病组织吗”帕克问道德国汉堡 - 埃彭多夫大学医学中心的Wolfram-Hubertus Zimmermann表示,以这种方式使用这种材料还有一段距离 “这很有意思,但我不认为它是心脏修复的突破,”他说 Zimmermann补充说,他们必须表明他们可以扩大这个过程但是,对于筛选新的候选药物,新的人造组织可能是一个福音,Zimmermann说 “我们没有良好的小型筛查系统,”他说将药物应用于这些肌肉薄膜可能是寻找药物副作用的简便方法 “你可以看看收缩的节奏,速度和力量,”他说期刊参考:科学(第317卷,