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Aug 31, 2023

나노와이어 지지체는 인공 심장 조직을 지원합니다.

전도성 실리콘 나노와이어로 만든 지지대를 사용하여 미국 연구진이 자연 조직에 쉽게 이식할 수 있는 인공 심장 조직을 개발했습니다. 잉 메이가 이끄는

전도성 실리콘 나노와이어로 만든 지지대를 사용하여 미국 연구진이 자연 조직에 쉽게 이식할 수 있는 인공 심장 조직을 개발했습니다. 클렘슨 대학의 잉 메이(Ying Mei)가 이끄는 연구팀은 이 기술이 심장병 치료를 위한 전 세계적 노력에 획기적인 변화를 가져올 수 있기를 바라고 있습니다.

세계보건기구(WHO)에 따르면 심혈관 질환은 전 세계적으로 사망의 주요 원인으로 매년 약 1,790만 명의 목숨을 앗아가고 있습니다. 이러한 질환이 널리 퍼진 주된 이유 중 하나는 심장 세포가 손상되었을 때 스스로 재생하는 능력이 제한되어 있어 연구자들이 효과적인 치료법을 개발하는 것을 특히 어렵게 만들기 때문입니다.

심장 질환 연구에서 가장 유망한 발전 중 하나는 줄기 세포에서 추출한 심장 세포를 사용하는 것입니다. 이 세포는 일반적으로 손상된 심장 근육에 직접 주입됩니다. 지금까지 이 기술은 여러 유형의 동물에서 심장 수축을 회복하는 데 사용되었지만 의학적으로 실행 가능한 치료법이 되려면 아직 갈 길이 멀습니다. 이 기술을 방해하는 요인 중에는 주입된 세포의 낮은 생존율과 심장의 전체 기능, 특히 규칙적인 수축 리듬의 제한된 회복이 포함됩니다.

최근에는 뇌, 폐, 망막 등 다양한 장기에 대한 줄기세포 치료의 진전이 이루어졌습니다. 이러한 각 연구에는 오가노이드 이식이 포함되었습니다. 이는 줄기 세포를 실험실에서 배양할 수 있고 실제 장기의 구조와 기능을 복제하는 소형화된 장기와 유사한 구조입니다.

심장 오가노이드가 이미 심장 질환 모델링과 신약 테스트를 위한 탁월한 플랫폼임이 입증되었지만, 심장 질환 치료에 대한 잠재력은 여전히 ​​추가 조사가 필요합니다.

연구에서 Mei 팀은 전기 전도성 실리콘 나노와이어로 만든 지지대에서 조직을 성장시켜 심장 유기체가 규칙적인 리듬으로 수축하도록 만들 수 있는지 조사했습니다.

생물학적 응용에서 실리콘은 다른 전도성 나노물질에 비해 많은 장점을 제공합니다. 쥐의 심장 조직에 대한 일련의 테스트를 통해 팀은 이 물질이 생체 적합성, 생분해성, 쉽게 조정 가능한 전도성, 쉽게 조정 가능한 치수 및 표면을 가지고 있음을 보여주었습니다. 이 모든 것이 성공 가능성을 극대화하는 데 필수적입니다. 이식된 오가노이드.

Mei와 동료들은 세심하게 통제된 과정을 통해 줄기세포 유래 심장 세포, 간질 결합 조직 세포, 혈관벽을 구성하는 내피 세포의 혼합물로 오가노이드를 만들었습니다.

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실험에서, 이들 세포는 미리 구성된 실리콘 지지체 주위에 스스로 조립되어 나노와이어 유기체를 형성했습니다. 팀이 바라던 대로, 이 소형 조직은 규칙적인 수축 리듬을 포함하여 심장의 가장 중요한 기능 중 많은 부분을 수행했습니다.

연구자들이 나노와이어 유기체를 쥐의 심장에 주입했을 때, 와이어가 없는 유기체에 비해 훨씬 더 높은 세포 생존율을 기록했습니다. 이로 인해 줄기 세포가 건강하고 잘 기능하는 심장 조직으로 발달하는 속도가 빨라졌습니다.

메이 연구팀은 이번 연구가 심장병에 대한 새로운 치료법을 향한 중요한 이정표가 되기를 바라고 있습니다. 인간 줄기 세포에서 성장한 오가노이드로 동일한 성공이 재현될 수 있다면 환자의 심장 조직이 재생되어 완전한 기능을 회복할 수 있는 치료법의 길을 열 수 있을 것입니다. 결과적으로, 실리콘 나노와이어 지지체의 사용은 궁극적으로 수백만 명의 생명을 구할 수 있는 잠재력을 지닌 다양한 유형의 심장병에 맞는 새로운 치료법으로 이어질 수 있습니다.

이 연구는 Science Advances에 설명되어 있습니다.