近日，一项在《Biomaterials》期刊发表的研究显示，科学家们成功利用菠菜叶子制造出具有心脏功能的人造心脏，并具备运送血液的功能。为了缓解器官捐赠短缺的压力，科学家们一直在实验室中致力于创造各种器官。但即便成功培育出细胞群，也无法解决所有问题。这些培育的细胞若没有血液供应将无法存活。
我们都知道，构造精细的血管网络是一项艰巨的任务，特别是那些只有5-10微米的毛细血管。这些血管负责输送氧气和营养物质，对于实验室制造的人工器官来说也是必不可少的。
最近，伍斯特理工学院的科学家们成功地利用菠菜叶子转化出活的心脏。他们巧妙利用叶子的脉络结构来创建心脏的血管网络。科学家在文章中写道：“虽然植物和动物在运输液体、化学物质和高分子方面采用不同的方式，但它们的脉络结构却惊人的相似。”
该研究团队并没有从头开始构建血管的脉络结构，而是采用了一种巧妙的方法——去除菠菜叶子的绿色成分，仅保留其脉络。植物纤维素作为实验室研究的理想材料，因其与的良好相容性、易于获取以及成本效益高等优点而备受青睐。在这项研究中，科学家们选择了常见的菠菜作为研究材料。
为了获得菠菜叶子的精细脉络结构，研究团队使用清洁剂反复冲洗叶子，以去除叶子上的植物细胞。这个过程被称为去细胞化。研究的主要参与者Joshua Gershlak表示：“之前在人的心脏中也进行过类似的去细胞化处理，当看到菠菜叶子的主脉络时，我联想到了主动脉。”他们尝试利用植物脉络来运输营养物质，并惊喜地发现这种方法既简单又有效，且在其他植物身上也能实现类似效果。
为了验证纤维素构架的实际效果，研究者选择了菠菜叶子进行试验，因为菠菜叶子的脉络结构丰富且与心脏结构相似。在菠菜叶子的脉络结构中接种心肌细胞后，这些细胞像在体内一样开始收缩。Gershlak表示：“我们的目标是堆积多个纤细的脉络结构，共同构成一片心脏。”
对于因心发作而导致心脏损伤并丧失收缩力的患者来说，心脏移植是一种有效的治疗方法。目前，这项研究仍处于概念验证阶段，研究团队正在探索如何将植物脉络结构与血管网络相融合。
仍然存在许多未知问题，例如植物的脉络结构如何整合到中，以及是否会引起免疫反应等。尽管面临这些挑战，研究团队的负责人Glenn Gaudette表示：“我们认为这种脉络结构未来有望帮助患者。虽然还需要更多的研究，但初步结果令人鼓舞。”
这并不是科学家首次利用植物促进生长的研究。例如，加拿大渥太华大学的Pelling实验室曾在苹果片上培育出人造耳朵，引发了广泛关注。除了利用植物脉络结构的研究外，还有科学家在玫瑰花茎和叶子中植入电子装置来制造机械玫瑰。也有研究者使用3D打印技术来制造血管，但成功制造出完整血管网络的例子仍然不多。
随着研究的深入，这种利用植物脉络结构制造人造器官的方法是否能在实际应用中取得成功仍有待观察。这种方法无疑为器官移植领域带来了新的希望。(Emma 204756)
