2008年1月,美国科学家首次培养出一颗完整的、跳动着的小鼠心脏。当这项技术成熟,这种人工心脏将为全球220万心力衰竭患者提供可替换器官的来源。

2008年1月,美国明尼苏达大学研究小组在实验室成功培养出一颗完整的、跳动着的小鼠心脏,这是人类首次用生物组织培养出来的可以在生物体外生长的完整的器官。13日,国际权威学术期刊《自然- 医学》刊登出这项技术的实验细节和结果。随后,在同一个实验室,猪的活体心脏培养成功。虽然这离成功培养出人类的心脏还有相当大的距离,但是对于众多需要进行心脏移植,但又缺乏器官捐赠源的心力衰竭患者而言,这项技术的成熟的确令人期盼。
人工制造老鼠心脏
用生物体自身的组织生长出完整的器官,这是第一颗人造心脏具有突破性意义的原因所在。根据《自然-医学》杂志上登载的试验细节,科研人员从一只死了的小鼠体内取出完整的心脏,接着将它浸在特殊的溶液中,除去一般的细胞,同时留下心脏的基本组织形式,包括心室、血管以及心脏瓣膜等结构,主要是胶原蛋白、纤维粘连蛋白和层粘蛋白组成的细胞的外基质。
这些基本组织性质形成了一具心脏的框架。科研人员在这个框架内注入新生幼鼠的心脏细胞,接着,在无菌的培养皿中开始培养这些细胞。新生幼鼠的心脏细胞尚未完全发育成熟,但是研究人员认为这样的细胞可能活性最强,也最有效。
第四天的时候,培养皿中的细胞开始收缩,开始时,研究人员使用起搏器来调整它们的收缩,并增压以达到模拟血压的效果,到了第八天,这个心脏开始跳动起来,而且它的收缩能力比正常成年鼠高出2%。
马萨诸塞州总医院的哈洛德•奥特参与了这个研究小组,他说:“我们只是用了生物体本身的组织结构,最后却制造出一个完整的器官。当我们看到这颗心脏第一次收缩,我们激动得不能呼吸。这种感觉无法言说。”
明尼苏达大学研究小组已经公布出实验的相关资料,从图片上看,浸泡在特殊液体中的人造心脏除了形状和我们常识所认知的心脏一样之外,颜色却是雪白的,看上去如同某种白化变异的海底生物。显微外科学会负责人韦恩•莫里森教授说:“它最令人兴奋的地方在于它能够改造原有血管……这种血管细胞的‘再生长’对于临床有着重大的意义。”
目前,研究小组正在研究这颗人造心脏能否更加有效地工作。他们把实验成功的心脏植入小鼠体内,并将心脏同其动脉连接,通过这种标准方式来实验移植的器官是否能让老鼠存活。为人类“定制”心脏?
从理论上说,如果人造心脏能在小鼠的身体里重新发挥作用,那么人类也可以通过为人类“定制”的人造心脏为人类解决诸多心脏问题。
据统计,全球大约有220万人生活在心脏衰竭症的威胁之中,而器官捐献的缺乏同样是一个全球化的问题。而且即使患者获得可以移植的心脏,并且手术成功,排异反应也会使患者终身挣扎在抗排异药物的依赖与副作用之中。而人造心脏的优势则在于,它在植入之后则能避免这种排异反应。
“那些移植过来的血管,甚至整个器官都是来自于你自己的细胞。” 桃乐丝•泰勒,明尼苏达大学心血管修复中心主任多丽丝•泰勒,是这项研究的负责人,她介绍说,人造心脏因为这种同源性,会在很大程度上减少排异反应的可能,同时,也为可移植替代的心脏来源提供一个可靠的保障。
不仅如此,泰勒还介绍说,这种再生技术可以用于培养其他器官,事实上只要保持血液供给,任何种类器官都能培养出来,“按照这种留存器官结构组织,通过干细胞培育新器官的理念,你可以制出任何器官,肾、肝、肺、胰……我们都希望做出来”。
这种技术值得期待,它听上去开启了打造人类不死金身的前奏。但是现在,大多数科学家还是对人造心脏的临床应用保持审慎的态度。澳大利亚昆士兰大学生物工程和纳米技术学会的安尼塔•托马斯博士说:“我们需要看到这些人造心脏植入动物体内一段时间后的效果。这篇论文的作者掌握了必要技术,但尚未汇报后续情况。我们期待他们下一篇论文面世。”