心肌（cardiac muscle） 由心肌細(xì)胞構(gòu)成的一種肌肉組織。廣義的心肌細(xì)胞包括組成竇房結(jié)、房內(nèi)束、房室交界部、房室束（即希斯束）和浦肯野纖維等的特殊分化了的心肌細(xì)胞，以及一般的心房肌和心室肌工作細(xì)胞。

       心肌前5種組成了心臟起搏傳導(dǎo)系統(tǒng)，它們所含肌原纖維極少，或根本沒有，因此均無收縮功能；但是，它們具有自律性和傳導(dǎo)性，是心臟自律性活動的功能基礎(chǔ)；后兩種具收縮性，是心臟舒縮活動的功能基礎(chǔ)。

       一般來說，在心臟病發(fā)病期間，患者失去流向心臟肌肉的血液，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。這塊受損的心肌死亡后形成一個瘢痕組織，這些瘢痕組織不能接收或傳遞必要的電信號，這會引發(fā)患者充血性心力衰竭并***終導(dǎo)致死亡。目前，全世界超過1200萬名患者受到這一問題的困擾。

       近日，美國杜克大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師獲得了世界上***完整功能的人類人工心肌，朝修復(fù)患者壞死心肌這一***目標(biāo)邁出了重要一步。相關(guān)成果于11月29日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然?通訊》（Nature Communications）。

       論文的***作者 Ilya Shadrin表示，“事實(shí)上，目前臨床上所有的療法都只是在減少患者的臨床癥狀，但沒有辦法替代已經(jīng)失去的心肌，因?yàn)檫@些心肌一旦死亡就不能自主再生。但是采用我們的方案，就能夠用體外培養(yǎng)的心肌組織來替換失去功能的壞死心肌?！?/span>

       從實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)拍攝的視頻中可見，從人干細(xì)胞中培養(yǎng)獲得的人工心臟補(bǔ)丁組織，在一個有蓋的培養(yǎng)皿中可以像心肌一樣跳動。這塊補(bǔ)丁的大小是4厘米×4厘米，比研究人員在2013年制作的人工心肌要大30倍。

       研究團(tuán)隊(duì)可以在5周之內(nèi)培養(yǎng)獲得人工心肌，不過他們需要4個月的時間來培養(yǎng)所需要的干細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)中用到的干細(xì)胞技術(shù)基于人類誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞，來自于皮膚活檢或血液樣本中的體細(xì)胞，并進(jìn)行基因重組。

       在這項(xiàng)研究期間，一塊更小尺寸的組織補(bǔ)丁已經(jīng)在大鼠身上試驗(yàn)了一個月。結(jié)果顯示，能產(chǎn)生心肌收縮和傳導(dǎo)電脈沖。未來，研究團(tuán)隊(duì)將在豬身上進(jìn)行測試，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)會由阿拉巴拉大學(xué)的研究人員負(fù)責(zé)將補(bǔ)丁移植到豬的心臟上。

       值得注意的是，相比于大鼠等動物模型，用于人心臟的補(bǔ)丁還要更厚一些，至少是2-3毫米厚，需具備一個成年人泵血所需要的足夠的心肌力量。

       該論文的通訊作者，杜克大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程教授Nenad Bursac 表示，“創(chuàng)建單個心肌細(xì)胞已經(jīng)司空見慣，但研究者們通常是利用小尺寸的組織來研究藥物開發(fā)。將尺寸放大到我們實(shí)驗(yàn)中的這個規(guī)模之前從未有人做過，它需要大量的生物醫(yī)學(xué)工程方面的***性。”

       Bursac還提到，“創(chuàng)造這個心臟補(bǔ)丁是非常難做到的，因?yàn)榻M織越大就越難保持整體一致的性能。同樣，如何讓這一組織在5周時間內(nèi)發(fā)育成熟，同時實(shí)現(xiàn)人類通常需要數(shù)年正常發(fā)育才能達(dá)到的組織特性，這些都***挑戰(zhàn)?！?/span>

       Bursac在受損心臟替換和重建領(lǐng)域已經(jīng)研究了近20年，他稱杜克大學(xué)這次研究中測試的這塊補(bǔ)丁是世界上***能充分滿足人類心臟尺寸的補(bǔ)丁。Bursac認(rèn)為，“未來這肯定能解決一個大問題，患者可以獲得相對便宜的治療方案，這種方案或許還會變得較為普遍，因?yàn)槟壳靶呐K移植手術(shù)的一個受限因素是捐贈來源短缺，而我們并不存在這個問題?！?/span>

       當(dāng)然，把實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的一塊組織移植到人的心臟上也會像心臟移植一樣有一些風(fēng)險和挑戰(zhàn)。外來移植可能會引起患者的排斥，又或者一段時間后這塊人工心肌會失效。更重要的是，這塊會律動的補(bǔ)丁必須和患者本身的心臟律動保持同步，否則就會因心律失常將患者置于危險境地。未來的研究將集中精力解決上述問題，不管怎樣該成果讓人們朝修復(fù)患者壞死心肌這一***目標(biāo)邁出了重要一步。