南卡羅來納醫科大學和科羅拉多大學的研究人員利用心臟器官組織和奈米線推出了突破性的心臟修復方法，在臨床前模型中顯著恢復了心臟功能。這項創新有可能在未來為修復受損心臟組織提供一種替代心臟移植的有效方法。

心臟病是美國人的主要死因，每36 秒就有一個人死於心臟病。心臟病發作是心臟病的一種常見表現形式，當心臟供血受阻時，就會導致氧氣和營養素的缺失，造成不可逆轉的組織損傷。雖然支架和藥物能有效地重新打開阻塞的血管，但它們並不能修復心臟組織的損傷，使患者面臨進一步併發症的風險。

臨床前研究表明，奈米線心臟器官組織有朝一日可以修復心臟，而不僅僅是防止進一步的損傷。南卡羅來納醫科大學（MUSC）和克萊姆森大學（CU）的生物工程師和臨床科學家團隊正在研究一種革命性的方法，它可以透過修復受損的心臟組織來改變心臟護理的模式。他們在8月的《科學進展》（Science Advances）雜誌上報告了他們充滿希望的臨床前研究成果。該團隊由梅穎博士領導，梅穎博士是中大和麻省大學生物工程學程的成員，並在中大和麻省大學共同任職。這個聯合計畫的博士生Ryan Barrs 是這篇文章的主要作者之一。

“心臟病發作留下的損傷通常被認為是永久性的，需要進行心臟移植，而這種移植手術十分緊缺，”Barrs 說。”為此，我們開發出了可導電的’迷你心臟’，可以注射到受傷的心肌中，恢復其泵血功能。”

許多研究人員都試圖破解如何幫助心臟自我修復的難題。補充死亡的心臟細胞並促進修復的一種有希望的策略是將幹細胞分化成’促進修復’的心臟組織。然而，這種方法並不成功。

要了解原因，請想像心臟病發作後心臟內的混亂環境–充斥著發炎的組織和無情的泵送，對新細胞毫不留情。梅伊說，加入單一幹細胞就好比在暴風雨中種植一棵脆弱的樹苗，生根發芽的機會微乎其微。

“心臟經常將幹細胞擠壓到血管中，造成潛在的副作用和效率低下，”梅解釋道。”此外，單細胞在心臟中面臨惡劣的環境，尤其是在心臟病發作後，降低了它們的存活率和有效性”。

梅和他的跨領域團隊針對過去方法的弱點，提出了一種新策略。他們發展了一種更有彈性的細胞結構，將幹細胞衍生的心臟細胞包圍起來，稱為心臟器官組織。把它們想像成結構細胞的緊密團結，更有可能抵禦心臟的挑戰性環境。

梅說：”透過將這些細胞製成類似心臟的小型微組織，我們可以創造出一種更具可持續性和抵抗力的結構，能夠抵禦環境的突然變化。”

為了評估有機體在臨床前模型中治癒受損心臟的能力，梅與麻省醫療中心的細胞療法和心臟病專家合作，其中包括王紅軍博士、Kristine DeLeon-Pennell博士和Donald Menick博士。

在這項動物研究中，將這些心臟器官組織直接注射到心臟後，模擬心臟病發作導致的功能喪失恢復了39%。這項發現表明，細胞裝置不僅能防止進一步損傷，還有助於修復已經受損的組織。

跨領域團隊仍不滿足，希望更進一步。梅伊說：”我們意識到，還需要另一層工程來確保與宿主組織的適當整合。”

因此，導電矽奈米線的想法應運而生。這些微小的生物相容性導線肉眼看不見，能增強器官組織，使其與原生心臟的電訊號同步。這些電訊號有助於聚集在一起的細胞協調運動，使它們能更有效地與現有心臟組織整合和泵血。結果是，心臟功能驚人地提高了69%。

展望未來，奈米線人體心臟器官組織可能代表著心臟護理領域的飛躍，因為它們不僅能防止進一步的心臟損傷，還能積極修復已經造成的損傷。

梅伊說：”我們的研究首次在臨床前模型中表明，奈米技術和類器官技術的結合有望修復心臟病發作後的組織損傷。”

研究小組目前正集中精力加強和完善這項技術。Barrs說：”我們計劃更仔細地研究奈米線如何改善心臟類器官療法。要使這種方法成為臨床現實，還需要進一步的研究、測試和驗證。如果研究繼續顯示出這種新方法的前景，梅希望它能在未來十年內進行臨床試驗。最終目標是提供一種比心臟移植更有效、更方便的療法來治癒受傷的心臟。”