打造矽膠水母 人工心臟的第一步

美國科學家利用矽膠和老鼠心臟組織研發出人工水母,透過電流刺激可產生如同真實水母一般的收縮動作,且與人類心跳機制非常相似,有助未來開發不需使用電池的心律調節器,造福人類。

美國《華爾街日報》報導,哈佛大學生物工程學教授帕克 (Kevin Kit Parker) 某天參觀波士頓新英格蘭水族館時,看到水母在水中游移的伸縮動作,類似心臟撲動的機制,靈機一動,因而與加州理工學院合作,在實驗室裡炮製人工水母。

科學家希望有朝一日以這種技術取得有機體的細胞,再把它們重新組合,據以製造適合人體使用的生物工程系統,如用來製造不需電池發電的心律調節器,甚或替代心臟衰竭後的新器官。

這項研究報告發表在「自然生物技術」期刊上。

共同撰寫報告的帕克表示:「我們試圖打造組織。這只是為整個器官施以逆向工程的探索練習。」組織工程實驗通常必須仰賴實驗與失敗。帕克表示,他想把土木工程師造橋時發揮的精力與精準引進這個研究領域。

帕克所屬的哈佛研究團隊與加州理工學院攜手研究水母推進的原理,項目包括肌肉的複雜布置、身體的收縮與彈回,以及游泳動作的流體力學。

研究人員以矽酮聚合物打造一個含有薄膜與 8 個臂狀附肢的1公分長水母,再以特殊型式把取自老鼠心臟的肌肉細胞置於這個薄膜上。帕克說:「我們使它們得以自行組織,使其肌肉結構極為接近水母。」

研究人員把這種人工水母置入可以導電的含盬液體。當他們不斷調整液體的電壓時,包覆肌肉的薄膜開始同步收縮。肌肉收縮的動作在水母下方產生漩渦,使水母得以前進,同時把食物推向嘴部。研究報告的另一名執筆人達比利表示:「這2種水母的主要差異是,真正的水母可以取得養分,人工水母則做不到這一點。」

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