妙佑医疗的研究人员开发了一种无需心脏直视手术即可修复受损心脏的开创性方法，这一进步有朝一日可能会改变心力衰竭的治疗。

新方法使用由重新编程的成体干细胞制成的实验室培养的心脏组织，通过一个微小的切口而不是通过手术打开的胸腔输送。在临床前测试中，干细胞贴片恢复了心脏功能并改善了愈合。

“对于严重心力衰竭患者来说，除了机械泵或移植之外，别无选择。我们希望这种方法能提供一种修复自己心脏的新方法，“发表在《生物材料学报》上的该研究的资深作者、亚利桑那州梅奥诊所的心血管研究员朱武强博士说。

扭转不可逆转的局面

心脏病发作仍然是全球死亡的主要原因之一。当流向心脏的血液受阻时，缺氧细胞就会死亡，取而代之的是无法收缩或传导电信号的疤痕组织，从而削弱了心脏泵血的能力。

“一旦这些细胞丢失，成年人的心脏就不会再生，”朱博士解释道。“这就是为什么心力衰竭，尤其是由于功能性心肌丧失导致的慢性心力衰竭，往往难以治疗;肌肉根本无法自我修复。

多年来，科学家们一直在研究用干细胞来源的健康心脏细胞替换受损组织的方法。早期的努力显示出希望，但大多数都需要心脏直视手术——对于许多已经与严重心力衰竭作斗争的患者来说，这种手术风险太大。

科学家们长期以来一直希望干细胞能够提供一种方法来重建身体无法重建的东西。通过将皮肤或血细胞等普通成体细胞重新编程为诱导多能干细胞（iPSC），研究人员可以哄骗它们成为替代心脏细胞。

但是，安全有效地提供由这些细胞制成的工程心脏组织仍然是一个重大挑战。

创新为核心

妙佑医疗国际的研究人员与内布拉斯加大学医学中心的工程师合作，开发了一种柔韧的、薄如纸的贴片，由涂有明胶的纳米纤维和超细纤维制成。这种混合支架支持人类心肌细胞、血管细胞和成纤维细胞（构成组织结构框架的细胞）的混合物，以形成活生生的、跳动的心脏组织。移植前，组织中注入生物活性因子，例如成纤维细胞生长因子 1 和 CHIR99021，以促进新血管的生长并帮助细胞在就位后存活。

“这种设计的美妙之处，”朱博士说，“它可以像一张纸一样折叠起来，装入细长的管子中，并通过胸部的一个小切口精确地输送到需要的地方。一旦就位，它就会展开并自然地粘附在心脏表面。

该团队没有使用缝合，而是使用了一种生物相容性的手术粘合剂，将贴片固定到位，同时最大限度地减少对周围组织的额外创伤。

临床前模型的测试表明，与传统方法相比，微创方法改善了心脏功能，减少了疤痕，促进了血管生长，减少了炎症。

“我们的结果表明，这些工程组织不仅能存活下来，而且实际上有助于心脏自我愈合，”朱博士说。“这就是最终目标：替换丢失的东西并恢复功能。”

迈向再生的一步

该研究与妙佑医疗国际的创世计划密切相关，该计划旨在加速恢复或再生人体器官和组织的发现。

“Genesis 是关于开拓修复和重建人体的新方法，”朱博士说。“我们在这里所做的正是这样——使用再生科学和微创分娩来让心脏有机会恢复。”

目前，美国每年进行 4,000 多例心脏移植手术，而数千名患者在等待供体器官时死亡。朱博士希望这项技术最终能提供另一种选择。

“我们的愿景，”他说，“是有一天患者可以接受由他们自己重新编程的细胞制成的工程心脏组织，通过微创手术输送——没有供体器官，没有长时间的恢复，只有修复的心脏。

后续步骤

妙佑医疗国际团队计划通过更大规模的临床前测试来推进这项工作，以确保该疗法的安全性和有效性，然后再进行人体临床试验，朱博士估计这一过程可能需要五年或更长时间。

“心力衰竭仍然是一种毁灭性的疾病，”他说。“如果我们能让更多的患者获得干细胞治疗，尤其是那些太脆弱而无法进行心脏直视手术的患者，我们就可以挽救生命。”