这里有一颗会跳动的微型心脏。我发誓。在加州一间实验室的荧光灯下，一小块人体组织有规律地搏动着。它只有指甲盖大小，却能重现节律、收缩和血流。它真是一颗…… 芯片上的心形 （芯片心脏），一种按比例模拟心脏的微生理系统。
它的设计目的是在无需进行侵入性实验的情况下，观察细胞对新型基因疗法的反应。根据…… 官方新闻 该模型源自伯克利，采用微流控通道和心肌细胞的 3D 肌肉。 看起来真的很有前途。
配送问题
多年来，心脏病学界一直在尝试将药物输送到心肌中。 脂质纳米颗粒（LNPs）这些与 mRNA 疫苗中使用的相同的载体，是肝脏和肺部的优秀载体，但对心脏却无效：内体（有点像细胞的“海关”）会在治疗生效之前将其保留并降解。
内体逃逸的困难是心脏基因疗法的一大瓶颈。但现在情况可能出现转机。
芯片心脏测试
由加州大学伯克利分校、格莱斯顿研究所和加州大学旧金山分校领导的团队合成了一种纳米颗粒，该纳米颗粒表面涂覆有酸可降解的聚乙二醇，这种聚乙二醇在细胞 pH 值下溶解并释放治疗性 mRNA。
在芯片心脏中，这些粒子在比头发丝还细的流体通道中穿行，模拟心脏组织的密度。结果如何？ 有些细胞穿过屏障，直接在收缩细胞内释放mRNA。 该研究 该研究成果发表在《自然生物医学工程》杂志上。
一个模仿和理解的模型
“我们的框架使我们能够快速识别对心脏有效的纳米颗粒，从而缩短研发时间和降低成本，”解释道。 凯文·希利加州大学伯克利分校生物工程和材料科学教授。
三维心脏组织模型能够重现二维模型无法模拟的压力和细胞相互作用。每个芯片都变成了一个微型器官，它能够犯错、修复和学习，而无需离开实验室。
微流控技术与组织工程的结合使我们能够测试纳米颗粒的各种变体并预测它们在生物体内的行为。这不仅加速了生物学测试，而且还有更多优势。
我们已经讨论过芯片器官的话题，我想强调一个对我来说很重要的方面：除其他优点外，这项技术可以取代动物模型。
从芯片上的心脏到真正的心脏
研究人员在芯片上进行测试后，在小鼠模型中重复了该实验：纳米颗粒能够穿透组织并将mRNA递送至心肌细胞，且未检测到任何损伤。这是非病毒载体首次在人体最复杂的肌肉组织之一中展现出如此高的效率。
正如我之前提到的，我们一直非常关注芯片技术，尤其是在心脏病学领域：就在一年前，我还跟你谈到过这个话题。 这种“迷你芯片”可以加快心脏病发作的诊断速度芯片心脏是个性化医疗这一更广泛理念的一部分。
人工心跳，让生命重获新生
这种悖论（或者说，颇具诗意）在于，一种玻璃和硅胶制成的装置竟能使人心重获新生。如果说生物技术此前一直致力于模仿生命，那么如今它正开始提供自我修复的工具。“芯片心脏”正是工程学与生物学的交汇点，在这里，微型化本身就成为了一种治愈手段。
是的，先生：通往有效治疗心力衰竭的基因疗法之路，离不开一小块组织在玻璃板上的敲击。我们不作任何承诺，只是陈述一个事实：要了解人类心脏，我们首先必须构建一个能够自我修复的心脏。
