服务背景和意义

心肌梗死等缺血性心脏病导致的心肌细胞大量丢失和纤维化修复，是心力衰竭的主要病因，现有临床手段难以实现心肌组织的有效再生。传统组织工程方法构建的心肌补片常存在结构简单、细胞排列无序、电生理功能不成熟等问题，导致其与宿主心肌整合困难，力学支撑与同步电传导能力不足，极大限制了其临床转化效果。因此，如何仿生天然心肌的多尺度有序结构（如层状排列、血管网络前体）并模拟体内动态微环境进行培养，是构建功能化组织工程心肌的关键挑战。本研究旨在开发一种具有仿生各向异性结构的工程化心肌组织，并建立一套整合力学刺激、电刺激及灌注培养的体外复合式培养体系，以期促进心肌细胞定向排列、成熟及功能整合，为心脏损伤的修复提供一种更具潜力的生物工程解决方案。

服务成效

申请人的研究通过结合3D生物打印与定向纺丝技术，成功构建了具有仿生层状各向异性结构与初步促血管网络的心肌支架。体外复合式培养系统（整合循环机械牵张、同步电脉冲刺激及持续灌注营养）显著促进了接种其上的心肌细胞定向排列与成熟，细胞间形成有效的间隙连接，关键成熟标志物（如cTnI、CX43）表达上调，并表现出同步的自主收缩节律与更强的收缩力。多模态功能评估表明，该工程化心肌组织的传导速度、兴奋-收缩耦合能力及力量输出均显著优于静态培养对照组。在心肌梗死动物模型中，植入该组织补片有效改善了心脏功能，增强了瘢痕区域的电传导同步性，并促进了宿主血管长入。相关核心技术与培养体系已申请多项发明专利，研究成果已整理成文，拟投稿于本领域权威期刊。

服务内容和主要方式

国家生物医学实验细胞资源库首先审核实物细胞资源申请人的资质和填写的A类服务协议，该申请通过后向该研究组提供实物细胞资源及相关技术指导，支持其研究。其中实物细胞资源的构建、鉴定、入库、储存、出库、检验和发送等过程全程由国家生物医学实验细胞资源库负责，细胞资源信息和实物都得到完好的保存，并传授相应技术经验，为科研的顺利进行做好实物细胞资源及技术共享服务支持。