盡管在預(yù)防和減少對心臟的損害方面取得了重大進(jìn)展，但更多的人患有心功能不全。心臟功能降低的主要原因在于由于疾病導(dǎo)致的心肌細(xì)胞的不可逆損失，尤其是心肌梗塞等缺血性疾病。仍然沒有辦法扭轉(zhuǎn)這種性質(zhì)的傷害。正在進(jìn)行研究以開發(fā)修復(fù)這種損傷以使心臟功能正常化的方法。一種有前景的方法：由蜘蛛絲制成的心肌組織。

Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg(FAU)的研究人員和他們在拜羅伊特大學(xué)的同事研究了實驗室開發(fā)的人造絲蛋白是否適合工程心臟組織。他們在期刊上發(fā)表了他們的研究結(jié)果高級功能材料。

工程絲蛋白

絲綢可能是人造心臟組織的關(guān)鍵?；蛘?，更準(zhǔn)確地說，這種蛋白質(zhì)賦予絲綢結(jié)構(gòu)和機(jī)械穩(wěn)定性：絲素蛋白。UniversitätsklinikumErlangen的腎病學(xué)系教授Felix Engel教授研究了印度蠶絲的特性，并證明了它作為工程心臟組織的支架材料的特殊適用性。到目前為止，生產(chǎn)足夠數(shù)量且質(zhì)量穩(wěn)定的蛋白質(zhì)是不可能的。他的同事，拜羅伊特大學(xué)生物材料研究所主席Thomas Scheibel教授，在大腸桿菌的幫助下，成功地從花園蜘蛛中生產(chǎn)出需要更大量且質(zhì)量穩(wěn)定的重組絲蛋白。 。

心臟細(xì)胞和合成絲蛋白之間的相互作用

來自Scheibel教授拜羅伊特工作組的Engel教授和Tamara Aigner領(lǐng)導(dǎo)的埃爾蘭根團(tuán)隊的Jana Petzold合作研究了實驗室生產(chǎn)的絲蛋白eADF4(κ16)在心臟組織生產(chǎn)中的適用性。該研究涉及將一層薄的絲蛋白應(yīng)用于載玻片。該技術(shù)基于以下事實：具有帶負(fù)電荷的表面的細(xì)胞由于其正電荷而粘附到由eADF4(κ16)制成的膜上。除了心臟細(xì)胞外，Petzold和Aigner還嘗試將其他細(xì)胞(如結(jié)締組織細(xì)胞和血管細(xì)胞)應(yīng)用于膠片，并且每次都成功。

他們的研究特別關(guān)注心臟細(xì)胞功能。他們將這些細(xì)胞與它們應(yīng)用于纖維連接蛋白膜的細(xì)胞進(jìn)行了比較，這與心臟細(xì)胞的自然環(huán)境相似。兩者之間沒有觀察到功能差異。例如，研究人員能夠證明，造成肥大的因素 - 例如運動員和孕婦的心臟細(xì)胞增大 - 也導(dǎo)致在eADF4膜上培養(yǎng)的心肌細(xì)胞體積增長(κ16)。

因此，來自埃爾蘭根和拜羅伊特的研究人員所做的工作以及使用3D打印技術(shù)印刷人造絲蛋白的可能性代表了未來用于模擬功能性心臟組織的方法的第一步。