一片脫細胞的菠菜葉子，圖為沒有添加染料測試其是否具有滲透血液功能之前。
研究人員利用紅色染料模擬人類心臟組織需要的血液、氧氣和營養物質，證明其能夠在菠菜葉的葉脈中正常流動。
供圖：Worcester Polytechnic Institute
撰文：Delaney Chambers
科學家已經找到了利用菠菜培育人類心肌的方法，有望解決一個在修復受損器官領域長期存在的問題。
今年3月，《生物材料》（Biomaterials）雜誌發表了上述研究，提供了一種人工培養血管系統的新方法。人工培養血管系統對於組織工程學來說，一直是一個難以逾越的障礙。
科學家此前已經利用3D列印等技術，在實驗室裡實現了人體組織的大規模培育，但因為血管結構十分精細，且對組織健康至關重要，因此對於血管的培育始終困難重重，難以推進。
「阻礙組織工程學發展的主要因素就是缺乏血管網絡。如果沒有血管網絡，組織最終也會死亡。」伍斯特理工學院的研究生、本研究的合作者Joshua Gershlak在一段視頻中說道。
葉片的一大特質是能夠將水分和營養輸送到細胞的分支網絡。如今，科學家已經利用植物葉脈複製出血液流經人類組織的方式。具體操作是在實驗室中除去菠菜葉的植物細胞，只留下由纖維素組成的支架。
「纖維素具有生物相容性，之前廣泛使用於再生性醫療應用，如軟骨組織工程、骨組織工程和創傷修復。」研究作者在研究中這樣寫道。
完成上述操作後，研究團隊將剩餘的葉脈沉浸於人體活細胞中，這樣一來就能讓人體組織在葉脈上生長發育，並將微小的葉脈包圍起來。之後，研究人員將菠菜葉轉換成一個迷你「心臟」，再向其中輸送類似血液的液體和微珠，結果發現能夠在其中正常流動。
此項研究最終目的是替換患者的受損組織，主要針對患有心臟病或其它導致心臟無法正常收縮類疾病的病人。改良後的葉脈如同正常血管一樣，能將氧氣輸送到整個替代組織中，這對最終培育出新的心臟而言非常重要。
研究團隊表示，新方法可結合不同類型的植物使用，最終實現修復人體各種組織器官的目的。比如說，將木頭的細胞分離出來，或可在未來用於修復人體骨骼。
「我們還有很多工作要做，但就目前情況來看，研究的前景十分廣闊，數千年來，農民種植了大量農作物，如果把它們用於組織工程系領域，將會解決許多限制該學科發展的問題。」來自伍斯特理工學院的另一位研究合作者Glenn Gaudette在一個媒體聲明中這樣說道。
（譯者：流浪狗）