这种新型“芯片心脏病发作”设备为心血管疾病提供了一种新型治疗方法

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南加州大学阿尔弗雷德·e·曼恩生物医学工程系的研究人员开发了一种“芯片上的心脏病发作”,这种设备有一天可以作为开发新的心脏病药物甚至个性化药物的试验台。

“我们的设备在一个相对简单和易于使用的系统中复制了心脏病发作的一些关键特征,”生物医学工程、干细胞生物学和再生医学副教授梅根·麦凯恩说,她与博士后研究员梅根·雷修斯-霍尔一起开发了该设备。

冠心病是美国的头号杀手。根据美国心脏协会的数据,2018年,360900名美国人死于心脏病,使心脏病占美国所有死亡人数的12.6%。严重的冠心病会导致心脏病发作,这是造成疼痛和痛苦的主要原因。

当冠状动脉中的脂肪、胆固醇和其他物质严重减少流向心脏部分的富氧血液时,就会发生心脏病。在2005年至2014年期间,平均每年有80.5万美国人心脏病发作。

即使一个病人在心脏病发作后幸存下来,随着时间的推移,他们会变得越来越疲劳、虚弱和生病;有些人甚至死于心力衰竭。这是因为心脏细胞不能像其他肌肉细胞那样再生。相反,免疫细胞出现在受伤部位,其中一些可能是有害的。此外,瘢痕的形成削弱了心脏和它能泵出的血量。

芯片上的心脏病发作是从头开始设计的。在基座上是一个22毫米乘22毫米见方的微流体装置——略大于四分之一毫米——由一种类似橡胶的聚合物(称为pdms)制成——在相反的两侧有两个通道,气体通过该通道流动。在它上面是一层非常薄的相同橡胶材料,它可以渗透氧气。麦凯恩说,芯片顶部会有一层微蛋白质,“这样心脏细胞就会排列起来,形成与我们心脏相同的结构。”yabo168vip com最后,啮齿动物的心脏细胞在蛋白质上生长。

为了模拟心脏病发作,含氧和无氧气体通过微流控设备的每个通道释放出来,“将芯片上的心脏暴露在氧气梯度中,类似于心脏病发作时发生的情况,”麦凯恩说。

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