明尼苏达大学的研究人员在最新一期《循环研究》上发表了一份报告，称他们在实验室用3D人体细胞打印了一个厘米级的具有正常功能的人体心肌泵模型。研究人员表示，这种可以正常发挥作用的心肌泵模型系统对心脏病研究具有重要意义，他们的研究成果为制作类似人类心脏的大规模腔模型迈出了关键的一步。
利用三维生物打印技术制作人体器官和组织是目前的研究热点。此前，明尼苏达大学的研究人员试图用人类诱导多能干细胞来打印心肌泵模型。他们将多能干细胞重新编程为心肌细胞，然后用特殊的3D打印机将它们打印成三维结构。因为他们不能达到使心肌细胞发挥真正作用的临界细胞密度，所以他们还不能建立一个具有正常功能的心肌泵模型。
这一次，研究人员尝试了一种新方法。他们优化了由细胞外基质蛋白制成的特殊生物墨水，以促进人类诱导多能干细胞的增殖和心肌细胞的分化，然后将这种生物墨水与人类诱导多能干细胞混合，并用特殊的3D打印机打印出心脏样腔室的多孔结构。干细胞将首先在这种结构中扩张，增加细胞密度，然后在原位分化成心肌细胞。利用这种方法，研究人员实现了在不到一个月的时间内增加心肌细胞密度的目标，从而使心肌泵模型具有正常的心肌功能，并能像人类心脏一样跳动。
这个心肌模型大约1.5厘米长，是由研究人员特别设计的。该秤非常适合小鼠模型，可放置在小鼠腹腔内进行相关研究。
研究人员指出，功能正常的心肌泵模型系统对心脏病研究具有重要意义，他们的研究成果可能会对心脏研究产生革命性的影响。新模型将成为研究心脏功能、从细胞和分子水平跟踪心脏结构变化、研究心脏病药物和治疗效果的一个有价值的工具。
