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世界講義 用菠菜製作心臟

2017/07/31 第1024期
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用菠菜製作心臟
文/Delaney Chambers;輯譯/謝勳
紅色染料測試成功後的菠菜葉(照片/美國國家地理會社提供)

經過多年研究,科學家找到方法,利用菠菜製造人類的心臟肌肉,很可能因此解決長久以來修護受傷心臟的技術問題。

科學界已經在實驗室裏利用三度空間噴印技術,創造出大規模的人類肌肉組織。但是,要讓細小精緻的血管生長卻不容易,而這恰恰左右了組織的健康與否。

參與這項研究的美國伍斯特理工學院研究生戈敘拉指出:「組織工程最大的限制是缺少血管的脈絡。少了血管脈絡,許多組織都會壞死。」而葉脈的作用,正是輸送水分和養分到細胞。現在,科學家開始利用植物脈絡複製血液流通的人體組織。在實驗室裏,科學家去除菠菜葉子的植物細胞,只剩下纖維素骨架。

這些研究者認為,纖維素不會引起身體排斥,而且已經應用於多種再生醫學,如軟骨組織工程、骨骼組織工程及傷口復原……等。研究團隊將剩下的纖維素骨架浸在活的人類細胞液裏,讓組織生長在「菠菜鷹架」上,圍繞著細小的葉脈。之後研究團隊把菠菜葉轉換成「迷你心臟」,利用葉脈輸送液體和塑膠微粒,證明血球能夠在如此的系統裏流通。

終極的目標是為曾因心臟病或其他疾病,導致心臟無法收縮的病患替換受損的組織。如同血管般,菠菜葉脈能傳送氧氣至大片替換過的組織。這對新的心臟而言非常重要。團隊認為,同樣的方法可以應用於不同的植物葉片,修復身體上不同的組織。例如,或許有朝一日,木材可以幫助修復人類的骨骼。

伍斯特理工學院生物工程教授高德特最後總結:「還有很多研究需要進行,但我們對結果十分樂觀。將幾千年來農夫種植的許多種作物轉換應用在組織工程上,可以解決許多問題。」

 

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