修补心脏的新方法

现在，心脏病已经成为世界性置人死亡的严重疾病，人们盼望着能够找到治疗心脏病的好方法，使更多的人可以延年益寿。科学家设想，将来有一天，只要从心脏病患者身上取一些心肌细胞作为种子，就可以为需要置换心脏的病人培育出新的心脏，这样的心脏将是年轻的、活跃的，它不会被接受者的免疫系统所排斥。科学家们正在为实现这个梦想而辛勤工作着。美国麻省理工学院的科学家最近用一台美国宇航局设计的被称作“慢回转器”的装置来培育心肌细胞的组织块，这些组织块跳动起来很像一颗健康人的心脏。

　　美国航天局研制的慢回转器是一台什么样的装置呢?它实际上是航天医学家们为了在地面研究航天中失重因素对细胞和小生物体影响而研制的一种设备。它是一个缓慢旋转的、像汤罐一样大小的容器。里面的一套系统可以供给细胞和小生物体生长发育所需要的养料、氧气，并将废料排走。慢回转器在缓慢旋转时，改变重力作用在实验物体上的方向，使单位时间内作用在细胞或小生物体上的合力为o。这样，就模拟了失重对细胞或生物体的作用。

　　为什么要让心肌细胞在慢回转器培养呢?这是因为在一般的细胞培养皿里培养的细胞，由于受地球重力的作用，细胞沉积在培养皿的底部，不容易形成立体结构。但是在生物慢回转器里，细胞群集不停地落下，然而还没有落到底部就被另一个方向的力推上去了。所以，它们不会沉集在容器的底部，而是漂浮在容器的培养液里。漂浮的细胞更容易聚集成类似人体内真实组织和器官的三维结构，使它们无论从外观或行为上更像天然组织。

　　在慢回转器里要形成一小块心脏组织大约需要培育出500万左右的心肌细胞。为了使它能够像组织一样起作用，这些细胞需要相互之间的缝隙连接，这样，它们之间就可以交换电信号，使心脏收缩或者跳动了。在像慢回转器这样的一个封闭、充满营养液的环境里，细胞可以在自己身上形成间隙交叉。

　　慢回转器大约用1个星期的时间就可以制造出一块直径为5微米，厚只有十分之一微米的组织。它像真正的心脏组织一样，能够自己跳动。要使一小块心肌组织变成像心脏一样大小、起到心脏的作用并不是那么容易的。心肌细胞对它们的生长环境很敏感，它们要求氧气充足和有充分的营养供应。在人体的心脏里，每个心肌细胞都有一根长20微米、可给它带来氧气和血液的血管。但是在慢回转器生长的组织里没有血管——一根也没有。为了使这些小块的心肌变大，研究人员已经开始将心肌细胞和血管细胞放在一起培养，但是到目前为止还没有成功地使血管长入心肌细胞。因此，要培育出一个真正的心脏，还有更多的工作要做。

　　要用实验室培育的心肌组织来修补心脏缺陷或在心脏受到损伤时替代受损伤的组织，还是将来的事。但是，通过慢回转器培育的组织已经发挥作用了，生物学家已经用这种方法对一些疾病的本质进行了研究。在太空，慢回转器已经成为航天飞机和国际空间站上进行癌和生物研究的一个重要部分。现在，一种更直接的用途是可以用来检测药物，用慢回转仪培育的心肌组织来检测药物会得到更真实的效果。

　　科学家们的最终目标是在实验室中培育出可以替代身体器官的产品，不仅是心脏，还有软骨、肝、前列腺和肾脏……这是惊人的设想，还有很多问题要解决，还要进行相当漫长的研究工作。即使如此，一个四分之一英寸大小的跳动心脏是一个令人非常激动的开始。

　　[责任编辑]　蒲晖