梅奥诊所研究人员开发了一种开创性方法，无需开胸手术即可修复受损心脏，这一进展有朝一日可能改变心力衰竭的治疗方法。
这种新方法使用由重编程的成体干细胞培养出的心脏组织，通过微小切口而非手术打开的胸腔进行输送。在临床前测试中，这种干细胞补丁恢复了心脏功能并改善了愈合效果。
"对于严重心力衰竭患者，除了机械泵或移植外，选择非常有限。我们希望这种方法能提供一种修复患者自身心脏的新途径。"
武强朱博士，该研究的主要作者，《生物材料学报》发表的心血管研究人员，梅奥诊所亚利桑那州分部
逆转不可逆
心脏病发作仍是全球最主要的死因之一。当流向心脏的血液受阻时，缺氧的细胞死亡并被无法收缩或传导电信号的疤痕组织所取代——削弱了心脏泵血能力。
"一旦这些细胞丢失，成人心脏就无法再生，"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，通常难以治疗；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衍生的健康心脏细胞替代受损组织的方法。早期努力显示有希望，但大多数都需要开胸手术——对于许多已经患有严重心力衰竭的患者来说，这是一种风险过高的手术。
科学家长期以来一直希望干细胞能够提供一种重建身体无法再生组织的方法。通过将普通成体细胞（如皮肤或血细胞）重编程为诱导多能干细胞(iPSCs)，研究人员可以引导它们成为替代心脏细胞。
但安全有效地输送由这些细胞制成的工程心脏组织一直是一个主要挑战。
心脏创新
与内布拉斯加医学中心的工程师合作，梅奥研究人员开发了一种由纳米和微纤维制成、涂有明胶的柔性纸薄补丁。这种混合支架支持人类心肌细胞、血管细胞和成纤维细胞的混合——这些细胞形成组织的结构框架——创造出一个活着的、跳动的心脏组织。在移植前，组织被注入生物活性因子，如成纤维细胞生长因子1和CHIR99021，这些因子促进新血管生长并帮助细胞在到位后存活。
"这种设计的美妙之处，在于它可以像纸张一样折叠，装入细管中，并通过胸部的小切口精确输送到需要的位置。一旦就位，它会自然展开并附着在心脏表面。"
该团队使用生物相容性手术粘合剂固定补丁，而不是使用缝线，同时尽量减少对周围组织的额外创伤。
临床前模型测试显示，与传统方法相比，这种微创方法改善了心脏功能，减少了疤痕，增强了血管生长并减轻了炎症。
"我们的结果显示，这些工程组织不仅存活下来，实际上帮助心脏自我愈合，"朱博士说。"这是最终目标：替换失去的组织并恢复功能。"
迈向再生的一步
这项研究与梅奥诊所的"创世计划"(Genesis Initiative)紧密契合，该计划旨在加速发现能够修复或再生人体器官和组织的方法。
"创世计划是关于开创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如此——利用再生科学和微创输送技术，给心脏一个恢复的机会。"
目前，美国每年进行超过4,000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。
"我们的愿景是，有一天患者可以接受由自己重编程细胞制成的工程心脏组织，通过微创手术进行输送——无需供体器官，无需漫长恢复期，只需修复心脏。"
下一步
梅奥诊所团队计划通过更大规模的临床前测试来推进这项工作，以确保治疗的安全性和有效性，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。"如果我们能让干细胞治疗惠及更多患者，特别是那些不适合开胸手术的脆弱患者，我们就能挽救生命。"
来源：
梅奥诊所
期刊参考：
Li, P., et al. (2025). 微创输送工程心脏组织恢复慢性心肌梗死大鼠的心脏功能. 生物材料学报.
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