细胞移植构建心脏生物起搏器的研究进展
心脏生物起搏器的研究状况
起搏器 。பைடு நூலகம் 是 ，Ｋ１的下 调将 导 致 动 作 电位 的延 长 ， Ｉ 造
成心律 失 常 。
生 物学及 其相 关 技 术 ， 机 体 受 损 的 自律 性 节 律 点 或 对
超 极化 激活 的环 核苷 酸 门控 的离子 通道 （ ｙ ｅｐ — ｈ ｐ ｒｏ
为起 搏 基 因 。 ＨＣ 家 族 共 有 ４ 个 成 员 ， 别 是 Ｎ 分
ＨＣ 、 Ｎ２ ＨＣ 、 Ｎ４ 其 中 ＨＣ 、 Ｎ２ Ｎ１ ＨＣ 、 Ｎ３ ＨＣ ， Ｎ１ ＨＣ 、
ＨＣ Ｎ４存 在 于心 脏 中 。ＨＣ 离 子 流 只在 舒 张 末 期 被 Ｎ 激活 ， 对动作 电位 的时程 影 响不 大 ， 度表 达 不会 造 成 过 以动作 电位 平 台期延 长为 特征 的心 律 失 常 ， ＨＣ 通 且 Ｎ
心脏起 搏器 是 窦 房 结 功 能 障 碍 、 度 房 室 传 导 阻 重 滞等缓 慢型 心 率 失 常 的 首 选 治 疗 方 案 ， 临 床 适 应证 且 已扩 展到诸 如 顽 固性 心 力 衰 竭 、 室 颤 动 等 非 传 导 系 心
统疾病 的治疗 。我 国人工 （ 电子 ） 搏 器 的 置人 量 已达 起
给几 尼 猪 的心 室肌 细胞 。基 因转 染 ３ ～４ｄ后 ， 分离 的
到每百 万人 近 １ ０台 ， 以每年 １ ６ 且 ５／的速度 递 增 ， ９ 而美 、
法、 、 德 澳等 发达 国家 每百 万 人 逾 ４ ６台以 上 。心 脏起 ８
搏 器无论 在提 升心 血 管患 者 生 活质 量 还是 预 防心 脏 源
性 猝死 ， 发挥 了不可 替 代 的作 用 。但 是 ， 电子 起 搏 器存 在不能 随患者 生理 状 态 自动 进行 有 效 的 生理 性 起搏 频 率调节 ， 能 随年 龄 增 长 而发 育 ， 池 寿 命 有 限 ， 发 不 电 可 生感染 、 电极脱 位 和起 搏 器奔 放 ， 受 周 围环 境 中的 电 易 磁 场干扰 等并 发症 或 缺 陷 。为 了避 免 上述 电子 心 脏起 搏 器 的缺陷 ， 建 心 脏 生 物 起 搏 器 成 为 近来 心 脏 起 搏 构 研 究 的热 点 。
生物材料在心血管植入物中的研究
生物材料在心血管植入物中的研究心血管疾病一直是威胁人类健康的重要问题之一，而心血管植入物的发展为治疗这些疾病提供了重要的手段。
生物材料作为心血管植入物的关键组成部分，其性能和特点直接影响着治疗效果和患者的生活质量。
本文将对生物材料在心血管植入物中的研究进行详细探讨。
心血管植入物主要包括心脏起搏器、心脏瓣膜、血管支架等。
这些植入物需要长期在人体内发挥作用，因此对生物材料的要求非常高。
首先，生物材料必须具有良好的生物相容性，即不会引起人体的免疫反应和排异反应。
其次，材料要有足够的机械强度和稳定性，以承受心血管系统的复杂力学环境。
此外，材料还应具备良好的血液相容性，避免血栓的形成。
在心脏起搏器中，常用的生物材料有钛合金、硅胶等。
钛合金具有优异的机械性能和生物相容性，能够为起搏器提供可靠的外壳保护。
硅胶则用于封装起搏器的电子元件，起到绝缘和密封的作用。
心脏瓣膜是心血管植入物中的重要组成部分。
传统的机械瓣膜通常由金属和高分子材料制成，虽然具有较好的耐久性，但容易引发血栓和出血等并发症。
近年来，生物瓣膜逐渐受到关注。
生物瓣膜通常由猪或牛的心包组织经过处理制成，具有更好的血液相容性和生物相容性。
然而，生物瓣膜的使用寿命相对较短，需要进一步改进。
血管支架在治疗心血管狭窄和阻塞方面发挥着重要作用。
早期的金属裸支架容易导致血管内膜增生和再狭窄。
为了解决这一问题，药物洗脱支架应运而生。
药物洗脱支架表面涂有抗增生药物，能够有效抑制血管内膜的过度增生。
目前，研究人员正在探索新型生物材料，如可降解支架。
可降解支架在完成支撑血管的任务后，会逐渐在体内降解吸收，避免了长期存在带来的潜在风险。
生物材料在心血管植入物中的应用面临着诸多挑战。
首先，如何提高生物材料的长期稳定性和可靠性是一个关键问题。
尽管一些材料在短期内表现良好，但长期使用后可能会出现性能下降、老化等现象。
其次，生物材料与人体组织的相互作用机制还需要进一步深入研究。
例如，材料表面的微观结构和化学性质如何影响细胞的黏附、增殖和分化，以及如何通过优化材料表面来促进组织的修复和再生。
生物材料在人工心脏中的应用研究
生物材料在人工心脏中的应用研究近年来，随着科学技术的不断进步，生物材料在人工心脏中的应用研究越来越受到关注。
人工心脏是一种可以替代病人自身心脏进行心脏功能补偿的装置，其中的生物材料起着至关重要的作用。
本文将对生物材料在人工心脏中的应用研究进行探讨。
首先，我们将介绍生物材料在人工心脏中的功能。
生物材料在人工心脏中的主要功能包括承载心脏的结构、维持心脏的功能和提供心脏所需的生长环境。
在人工心脏的结构方面，生物材料用于制造心脏的外壳和内部组织结构，使人工心脏能够与人体心脏相适应并具有良好的生物相容性。
同时，生物材料还可以通过传导电信号和提供营养物质等方式，维持人工心脏的正常功能。
此外，生物材料还可以为心脏细胞提供适宜的生长环境，促进新心脏组织的生成和修复。
接下来，我们将探讨生物材料在人工心脏中的应用案例。
一种常见的应用是使用人工心脏腔内衬覆有生物材料的人工心脏瓣膜。
这种瓣膜可以模拟自然瓣膜的结构和功能，实现血液的顺畅流动，并且具有较低的血栓形成和感染的风险。
另外，生物材料还可用于制造人工心脏的心肌支架。
这种支架可以提供细胞生长和组织修复所需的支撑结构，促进新心脏组织的生成和修复。
此外，生物材料还可以与细胞共同构建人工心脏血管，实现心脏血液供应的正常运行。
随着研究的深入，生物材料在人工心脏中的应用也面临一些挑战。
首先，生物材料的生物相容性是关键因素之一。
生物材料应具有低的免疫反应和血栓形成的风险，以避免对病人造成不良影响。
其次，生物材料应具备足够的力学强度和耐久性，能够长时间承受心脏的工作负荷。
此外，生物材料的可再生性也是一个重要的考虑因素。
由于人工心脏的使用寿命有限，所以能够实现生物材料的自我修复和再生可以延长人工心脏的使用寿命。
为了克服这些挑战，科学家们在生物材料的研发中不断探索创新。
一方面，他们通过改变材料的化学成分、物理性质和微观结构，来提高生物材料的生物相容性和力学性能。
另一方面，他们利用生物技术的手段，将细胞和生物因子引入到生物材料中，以进一步提高其功能。
心脏起搏器技术的发展
心脏起搏器技术的发展随着现代医学的发展，心脏起搏器技术也在逐步完善。
在过去的几十年中，人们对心脏起搏器进行了不断的改进和创新，使得其成为了治疗心脏病的重要手段之一。
本文将从心脏起搏器的发展历程、技术创新以及未来发展方向等方面对此进行探讨。
一、心脏起搏器的发展历程心脏起搏器最早的形态是1950年代产生的外部心脏起搏器，这种起搏器需要手持起搏器电极，对患者进行心脏刺激，来调整心律。
但这种方式非常不方便，且电极与人体接触区域易受感染，因此很快就被内部心脏起搏器所替代。
内部心脏起搏器是通过手术将起搏器植入到患者的胸部，以便长期监测和治疗心脏疾病。
最早的内部心脏起搏器体积较大，且无法自我监测，需要定期手动调整。
1960年代后期，随着微电子技术的进步，出现了带有自动调节功能的心脏起搏器，可以实现自动识别心跳节律，同时也开启了心脏起搏器自动调节技术的新篇章。
二、心脏起搏器技术创新随着科技的不断进步，心脏起搏器的技术也在不断创新。
现在的心脏起搏器可以通过无线通信技术实现与医生之间的远程数据交互，实时监测病情并自动调节，为患者带来极大便利。
此外，心脏起搏器还通过生物特性介入和实时心电图诊断等技术改良，使其在预防心脏疾病和心律失常方面更加精准和有效。
比如，现在的起搏器可以智能地分析心跳节律和心室收缩力度的变化，根据不同的病情自主调整起搏频率、延迟等参数，进一步提高治疗效果。
三、心脏起搏器未来发展方向在未来，心脏起搏器技术可能会进一步发展。
比如，随着人工智能技术的不断成熟，应用于心脏起搏器中，可以更加精准和快速地预测心律失常、分析心脏健康状况，为病人提供高效、便捷的治疗服务。
此外，随着纳米技术的不断发展，未来可能出现更为微型化、高效、透明的心脏起搏器，为病人提供更加隐蔽和精准的治疗。
总之，心脏起搏器技术在不断地迭代和升级，有望为心脏患者带来更加先进、精确的治疗方案。
我们希望未来能够在数据科学、人工智能等科技伴随下，取得更加重大的发展达到更好的效果。
生物人工心脏的研究进展与应用前景
生物人工心脏的研究进展与应用前景转眼之间，已经到了新的一年，2019年注定是生物医学领域重要的一年。
在医疗科技方面，近年来越来越多的研究将人工智能与医学健康领域结合起来，生物人工心脏正是其中之一。
生物人工心脏从诞生起便备受关注，它的问世将彻底改变传统心脏移植的缺点，许多心脏病患者将摆脱长期等待捐赠心脏的困扰，重获新生。
一、生物人工心脏的研究意义人工心脏不再是科学家们的幻想，过去的一年里，人工心脏领域发布了多篇科研成果，让人们再度对人工心脏寄予厚望。
人造心脏的出现将能完全代替捐赠心脏，解决心脏病患者面临的长期等待问题。
据专业机构预测，生物人工心脏市场规模有望在2025年达到15亿美元。
研究人员们已经竭尽全力，投入了大量资金，不断推进生物人工心脏的研究工作，其目的就是完完全全地代替传统移植捐赠心脏技术，在解决心脏手术中严峻状况，重新定义心脏疾病治疗方案中成为一种非常得力的治疗手段。
二、生物人工心脏的发展历程伟大的人工心脏之父Kolff在20世纪算计首次制造出一台人工心脏，在1970年代，Jarvik教授又成功制造出世界上首台用于临床实验的人工心脏，可以称得上临床人工心脏的先驱者。
21世纪，迈克尔.德布克发明的RM3两边式人造心脏开始进入人们的视野。
在瑞士，其治愈率已经达到了95%以上，极大的方便了心脏病患者的生存，大大缩短了病患者的恢复时间。
从人工心脏的发展历程来看，生物人工心脏的研究由此迎来了新的里程碑，成为人工心脏技术发展的重要支撑。
三、生物人工心脏的工作原理生物人工心脏是通过生物医学工程技术将微机械学技术与人类心脏协同作用的一种产品。
具体来说，它由控制装置、血泵及其他中央管理系统组成，可把它想象成一种可产生心脏跳动效果的装置，而它的主要原理就是利用最新的微机械学技术，通过计算机模拟仿真人类心脏内的运转机制，起到仿真人类心脏的作用。
四、生物人工心脏的应用前景从发展角度看，生物人工心脏将极有可能推动人工心脏置换技术整体水平的提高，不仅这それ对于医疗机构，也将为大屯获得与世界其它发达医疗市场的接轨进退有据的保障。
克隆心脏器官移植的实现途径
克隆心脏器官移植的实现途径随着科技的不断进步，人类对于心脏疾病的治疗需求也越来越迫切。
传统的心脏移植手术受到供体的限制，因此科学家们开始寻找新的途径，其中克隆心脏器官移植成为备受关注的研究领域。
本文将探讨克隆心脏器官移植的实现途径。
一、干细胞技术的应用干细胞技术被认为是实现克隆心脏器官移植的重要途径之一。
人体内存在多种类型的干细胞，其中胚胎干细胞具有最大的潜力。
科学家通过体外实验成功地将胚胎干细胞分化为心脏细胞，并在动物实验中进行了移植。
然而，胚胎干细胞的使用受到道德争议和法律法规的限制，因此研究者们开始寻找其他具有干细胞特性的细胞类型。
而诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）就能够克服这一限制。
诱导多能干细胞是通过诱导细胞重编程，将成体细胞转变为具有多能性的干细胞。
研究者们已经成功地将人体成体细胞转化为诱导多能干细胞，然后再将其诱导分化为心脏细胞。
这种方法不仅避开了胚胎干细胞的使用，还可以实现个体特异性的干细胞。
目前，诱导多能干细胞仍在研究阶段，离克隆心脏器官移植还有一段距离。
但随着科学技术的进步，相信这一方法有望实现克隆心脏器官的有效移植。
二、基因编辑技术的应用基因编辑技术，尤其是CRISPR-Cas9，被广泛应用于各个研究领域，其中也包括克隆心脏器官移植。
通过CRISPR-Cas9技术，科学家可以精确地编辑心脏细胞的基因，以实现器官的准确复制和移植。
目前，研究者已经成功地利用CRISPR-Cas9技术对实验动物进行了心脏基因编辑，并移植了克隆心脏器官。
这一技术的优势在于能够准确地调控特定基因的表达，从而提高心脏器官的功能和适应性。
然而，基因编辑技术仍面临许多挑战，例如效率低、副作用大以及遗传变异的风险等。
不过，随着技术的进步和研究的不断深入，这些问题有望被逐渐解决，从而实现克隆心脏器官的成功移植。
三、生物打印技术的应用生物打印技术是一种新兴的技术，可以用于直接打印人体组织和器官。
新型心脏起搏器技术的研究与应用
新型心脏起搏器技术的研究与应用近年来，随着人们生活水平的提高和老龄化进程的加速，心脏病等心血管疾病居高不下，导致心脏病患者数量不断增加，对医学界提出了更高的要求。
而心脏起搏器技术的不断发展，成为治疗心脏病的重要手段之一。
本文将从以下几个方面介绍新型心脏起搏器技术的研究与应用。
一、什么是心脏起搏器？心脏起搏器是一种通过电刺激植入人体心脏，激活心脏收缩的装置。
它的主要应用场景是心电传导系统异常，导致心脏节律异常的患者，通过电刺激使心脏恢复正常节律。
具体来说，心脏起搏器有两个部分组成，一个是发生器，另一个是传感器。
发生器是起搏器的核心，它负责产生电脉冲，通过导线传到心脏，使心脏收缩。
传感器则是一个电子芯片，它能够感知心脏的节律和心律失常，从而确定心脏需要电脉冲的时间和频率，控制发生器的工作。
二、新型心脏起搏器技术介绍1. 经皮起搏器技术在传统的心脏起搏器手术中，需要在颈部或胸部开刀，将电极导管经静脉导入心脏，而经皮起搏器技术则是通过穿刺手术将电极导管经皮肤插入心脏，实现起搏器的植入。
相比传统手术，经皮起搏器操作时间更短，风险更小，使患者的痛苦和恢复过程缩短。
2. 多场景应用的可调节心脏起搏器随着患者病情变化和生活方式变化，起搏器参数的频率和工作模式也应随之改变，可调节心脏起搏器则成为未来发展趋势。
该技术可以根据患者需求，进行线上调整，避免过早的手术二次更换起搏器的风险。
3. 低能耗小型化心脏起搏器低能耗小型化心脏起搏器是指尽量减小起搏器的尺寸，延长使用寿命和减少电池更换的频率，同时也可减少起搏器的能耗，提高电池使用效率。
未来随着技术的不断发展，心脏起搏器的尺寸将更加小型化，更适合不同年龄档次的患者。
三、新型心脏起搏器技术的研究与应用新型心脏起搏器技术的不断发展，离不开医学研究及实践的支持。
例如，瑞士苏黎世联邦理工学院等多个机构的研究团队，成功研究出了一种无需电池的低能耗心脏起搏器。
这种起搏器运用超声波质子共振技术，产生的微小电场激活人体心脏，让它恢复正常节律。
心脏起搏治疗新进展
05
结论
心脏起搏治疗新进展的意义
改善患者生活质量
新的起搏技术能够更好地模拟正常心脏节律，减少患者的不适感， 提高生活质量。
降低并发症风险
新型起搏器具有更好的兼容性和稳定性，降低了感染、血栓等并 发症的风险。
扩大适用范围
新的起搏治疗方式适用于更多类型的心脏疾病和患者群体，为更 多患者带来治疗希望。
目前心脏起搏器的电池寿命一般在8-10年左右，需要定期更换电池以 保证起搏器的正常工作。
02
心脏起搏治疗技术的新发展
新型起搏器的研发
01
02
03
微型化设计
新型起搏器采用微型化设 计，体积更小，植入手术 创伤更小，减少患者痛苦。
长寿命电池
研发出更持久耐用的电池， 延长起搏器的使用寿命， 减少更换频率，降低医疗 成本。
远程监测和远程程控技术的发展
远程监测
借助远程监测技术，患者可以在家中进行日常监测，并将数据发送给医生或医 疗机构。医生可以实时了解患者的健康状况，并在需要时给予远程指导或干预。
远程程控
随着远程程控技术的发展，医生可以通过网络对患者的起搏器进行远程调整， 从而更好地满足患者的个性化需求。这不仅可以减少患者往返医院的次数，还 能提高治疗的便捷性和效率。
预防猝死
对于有猝死风险的患者，心脏起搏器能够预防猝死，提高生存率。
当前心脏起搏治疗现状
传统心脏起搏器
目前临床上广泛应用的是传统的心脏起搏器，通过发放电信号刺激 心脏跳动。
核磁共振兼容起搏器
随着医学影像技术的不断发展，核磁共振兼容的心脏起搏器逐渐成 为研究热点，能够满足患者进行核磁共振检查的需求。
起搏器电池寿命
人工智能在心脏起搏治疗中的应用
心脏生物起搏细胞治疗的研究进展
综述 ・
心 脏 生 物 起 搏 细 胞 治 疗 的研 究 进 展
李腾 飞 任 学军 聂建 明
［ 关键词 ］ 生物起 搏 ； 胚胎干细胞 ； 骨髓 问充质干细胞 ； 窦房结 ； 细胞移植 ［ 中图分 类号］ Ｒ ５ ４ ［ 文献标识码 ］ Ａ ［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ７ － ５ ０ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ８ ０ ３ － ０ ３
和 内皮细胞 ， 他们可表达相应 的标志物 。有些细胞可表达心 脏转录 因子 Ｇ Ａ Ｔ Ａ ４和起搏相关基 因 ， 包括超级 化激活 的环
腺苷 酸 门控 蛋 白 ２ （ ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｐ ｏ ｌ ａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ — ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｙ ｃ ｌ ｉ ｃ ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ｏ —
ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ｓ ｍａ ｌ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｅ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ， Ｓ Ｋ Ｃ ａ ） 在神经
高 于 自身 心 室肌 的心 肌 细 胞 ， 使 细 胞 替 代 治 疗 成 为 一 种
自１ ９ ５ ８年首次问世 至今 ， 电子 起搏 器治疗 已成 为心律 失常 ， 特别是缓慢性心 律失 常 的首选治疗 方法 。７ ０余 年来 ，
虽然人工心脏起搏器 的技术逐渐完善 ， 临床适应证也不 断拓
接 。将 Ｅ ｓ ｄ Ｃ ｓ 移植到完全性房室传导阻滞猪 的心脏 中 ， 经三 维 电生理标测技术 和免疫组 化分析 证实 ， 移植的 Ｅ Ｓ ｄ Ｃ ｓ 能够
１ ． 胚胎 干ห้องสมุดไป่ตู้胞
Ｅ Ｓ Ｃ是从 哺乳动 物 的囊胚细 胞群 和原
始生殖 细胞 经体 外分化 、 抑制培养并分离克隆 出来 的一 种原 始、 高度未分化细胞 。Ｅ Ｓ Ｃ是一 种具有 自我 复制 、 更新 和发 育全能性并能产生后代 能力 的早 期胚胎 细胞 。在 特定 条件 下 可分化为人体 ２ ０ ０多种 细胞类 型， 并可构建成 心、 肝、 肾等 各种组 织 器 官 ， 最 后 能 发 展 成 一 个 完 整 的个 体 。Ｓ ｐ ｏ ｏ ｎ ａ ａ 等… 于 １ ９ ９ ４年首先报 道 ， 将 小 鼠胚胎 心肌 细胞移 植到 正常 小 鼠中， 发现移植 的细胞能 够成功存 活分化 ， 并在 电镜 下观
心脏生物起搏的研究进展
心 室肌 细胞 因其细胞 膜上 的 内向整流钾 电 流 （ 而 抑制其 潜在 的起 搏 功 能 ， 此 ， Ｉ ） 因 将编 码 Ｉ， 通 道 的一个 ａ亚 单 位基 因 （ ｉ ． ） 活 ， 变 心 ｋｒ １ 失 ２ 改 室 肌 细胞钾 电流 的平 衡 ， 转 染调 控 Ｉ 的环 核苷 或 酸 门控亚 单 位 基 因 （ Ｎ２ ， 心肌 细 胞 产 生 起 ＨＣ ） 使 搏 功能 。 １２ １ 抑 制 ｋｒ． ． ． ｉ １基 因 Ｍｉ ｅ等 应 用 基 ２ ａ ｋ 因技术将 ｋｒ． ｉ １基 因 中 的 ３个 氨基 酸残 基 替 换 ２ 为 丙氨 酸 ， 建一个 显性 失活 的突变 体 ， 构 将该 突变 体 整合 到腺 病毒 载体 上 ， 后 注 入 豚 鼠左 心 室 ， 然 ３
～
表达 ， 使心脏 的起 搏 和 传导 功 能得 以恢 复 。 目前
基 因生物起 搏 的转 移途 径 主要 为将 含有 目的基 因
的载体 直接 注射 到受损 部位 ， 即体 内基 因治疗 （ｎ ｉ
ｖｖ ） 采用 的转 移载体 主要 是腺病 毒 。 ｉｏ ， １ １ 上调 心肌 细胞 Ｊ 肾上腺 素 受体表 达 ． ３
导 功能得 以恢 复 。
１ 基 因 生 物 起 搏
基 因生 物起搏 是将 功能 正常 的 目的基 因应用 基 因工程转 移 到受损 的 自律 性节 律点或 特殊 传导 系统 的组织 中 ， 通过 导 入 基 因 的表 达 补 充缺 乏 或 失 去正常 功能 的蛋 白质 ， 抑制 体 内某 种基 因 的 或
心脏 中窦房 结 组织 Ｊ 肾上 腺 素受 体 密 度 最 ３
高 ， 房组织 次之 ， 心 Ｊ肾上腺 素兴 奋 致 内源性 起 搏 ３ 电流 （ ） 加 ， Ｉ增 引起 心脏 自动 去极 化 的 时间 缩 短 ，
人心室生物起搏器的建模与仿真
人心室生物起搏器的建模与仿真心脏是人体的重要器官之一,为血液的循环提供动力。
心脏的功能一旦出现故障,常常导致严重的疾病产生。
在心脏疾病中,窦房结功能不全、房室传导阻滞等心电传导疾病是一类高发的心脏病,容易导致胸闷、晕厥甚至猝死等症状。
现在,植入电子起搏器是治疗此类疾病的唯一手段。
然而,电子起搏器在大大提高患者生活质量的同时,也存在很多不容忽视的问题,比如感染、需要手术更换电池等。
由于这些弊端,人们期待能够研发出更先进的起搏器来代替电子起搏器。
现在,作为前沿的生物起搏器被认为具有克服电子起搏器弊端的潜力。
然而,生物实验往往比较耗时、费力且花费昂贵。
本文借助计算机和数学等学科的交叉优势,建立计算模型,从单细胞到组织级别多尺度地探索生物起搏器的起搏机制及其可能导致的疾病风险,为生物起搏器的发展及早日临床应用提供理论指导。
论文的主要内容如下:首先,应用非线性动力学理论对单细胞的起搏机制进行分析,找出能够影响细胞起搏的跨膜电流;调整这些跨膜电流,使心室工作细胞具有起搏功能,为生成生物起搏器提供基础。
在正常情况下,心室工作细胞是非起搏细胞,受到来自窦房结的阈上电信号的刺激,才产生一个完整的动作电位,然后又回到静息状态;在下一次阈上刺激来临之前,细胞的电位将保持不变,不会自发产生电兴奋。
通过非线性动力学理论的分析,结合实验验证,找出能使心室单细胞起搏的条件,使细胞具有起搏功能。
传统上,寻找起搏的条件,需要不断地手动尝试不同的条件;而应用非线性动力学理论,可以通过计算即可得出细胞起搏条件的数值范围。
其次,在心室工作细胞能够起搏之后、在起搏器生成之前,研究心室工作细胞被改变后对心室功能的影响。
实验结果表明,当心室大面积的细胞有起搏能力时,心室组织的起搏能力增强,窦性节律对心室的控制减弱;但同时心电在心室内的传导速度减慢,导致心电图的QT间期增长,更容易诱发折返波的产生而导致心律失常。
因此,在心室内生成生物起搏器时,应该避免简单地靠增加起搏细胞的数量来提高起搏器的起搏能力。
生物医学工程中的心脏起搏器研究
生物医学工程中的心脏起搏器研究随着科技的不断发展，人们对于生物医学工程的研究越来越广泛。
其中，心脏起搏器是生物医学工程中的一个重要领域。
心脏起搏器被广泛应用于治疗各种心血管疾病，为患者提供了重要的帮助。
在本文中，我将着重探讨心脏起搏器的研究进展、原理和未来发展方向。
一、心脏起搏器的研究进展心脏起搏器最早出现在20世纪60年代，而其研究起源可以追溯到几十年前。
当时，医生们使用外科手术对心脏进行电刺激，以达到起搏的效果。
然而，这种方法存在较大的风险，因为手术本身就会对心脏造成损伤。
随着技术的进步，心脏起搏器得到了快速的发展。
现代心脏起搏器能够通过无线电信号远程控制，而且还可以与其他医疗设备联动使用。
这一系列的突破性改进，为医生提供了更多的治疗手段，也为患者带来了更多的便利。
二、心脏起搏器的基本原理心脏起搏器的工作原理类似于心脏本身的起搏系统。
当心脏发生衰竭时，心脏起搏器会向心脏里发送电信号，使得心脏继续跳动。
这个过程需要一个非常重要的组成部分，就是心脏起搏器内置的晶体管。
晶体管是一种电子元器件，可以控制电子流的方向和强度。
在心脏起搏器中，晶体管会接收低电压信号，然后将信号转换为高电压信号。
高电压信号会被送到心脏里，从而引发收缩，这样就可以实现心脏的起搏效果。
三、心脏起搏器的未来发展方向随着医学技术的不断进步，人们对心脏起搏器的需求也在不断增加。
而现代心脏起搏器仍然存在一些问题，比如电池寿命的限制、电子元器件的稳定性等。
因此，未来的研究重点将集中在这些问题上。
一方面，未来的心脏起搏器可能采用更加先进的电池技术，比如太阳能、振动发电、自悬浮发电等。
这样可以缓解电池寿命的问题，减少患者更换电池的频率。
另一方面，未来的心脏起搏器可能使用更加稳定的元器件，比如有机半导体材料、纳米结构材料等。
这样可以提高心脏起搏器的使用寿命，降低故障的发生率。
此外，未来的心脏起搏器还可能采用更智能化的设计，比如可编程起搏器、人工智能控制等。
生物医学工程中的植入式医疗器械研究
生物医学工程中的植入式医疗器械研究1. 简介植入式医疗器械是指可以被植入到人体内进行治疗或检测的器械，包括心脏起搏器、人工肝、人工关节、各种植入式传感器和植入式药物泵等。
这种器械在现代医学中应用广泛，可有效治疗许多慢性疾病，提高患者生活质量。
生物医学工程是一个跨学科的研究，涵盖了工程学、生物学、医学和临床科学等领域。
植入式医疗器械研究是生物医学工程的重要分支之一，其目的是开发适合人体组织的医疗器械，能够安全、有效地植入到人体内，并实现治疗的目标。
2. 植入式医疗器械的分类2.1 心脏起搏器心脏起搏器是一种可以植入心脏内的小型电气设备，主要用于治疗心律失常。
心脏起搏器可以根据患者的特定需求定制，可以实时监测心脏速率和节律，并通过电刺激恢复正常心跳。
近年来，心脏起搏器的应用已经非常广泛，其他一些通过植入电极实现心脏同步心跳的装置也在不断研究开发之中。
2.2 人工肝人工肝是一种植入式医疗器械，可以在患者肝功能衰竭时起至关重要的作用。
该设备的目的是过滤有毒物质和废物，以帮助肝脏及时恢复正常功能。
人工肝可以植入患者的身体内，也可以作为独立的医疗器械在外观使用。
目前，有多种人工肝研究与开发，许多新的方法正在研究中，以提高其效率和有效性。
2.3 人工关节人工关节是一种常见的植入式医疗器械，主要用于治疗关节退化或损伤。
其主要目的是取代患者的病态关节，并帮助其恢复正常生活水平。
目前，各种人工关节已经被广泛研究和应用，其中最常见的是人工髋关节和人工膝关节，但是其他的人工关节还在不断研究开发中。
2.4 植入式传感器植入式传感器是一种可以被植入到人体内进行监测和诊断的设备。
这些传感器可以测量血压、体温、心跳等生理指标，也可以监测传染病的传播和发生的情况。
目前，已经有许多种植入式传感器的研究与应用，以监测患者身体状态和病情变化。
2.5 植入式药物泵植入式药物泵是一种可以植入到人体内，输送药物的设备。
这种器械可以让医生将药物输送到患者身体的特定部位，以帮助治疗疾病。
生物医学工程领域的最新进展
生物医学工程领域的最新进展近年来，随着科学技术的飞速发展和人类对健康的重视程度日益增加，生物医学工程领域也得到了越来越多的关注和投入。
通过将工程技术和医学知识相结合，生物医学工程学科致力于探索并解决影响人类健康的各种问题，包括生命科学、医学、力学、电学、光学等多个学科领域。
而在这个领域里，最新的进展又是哪些呢？本文将介绍几个方面的最新研究进展。
一、仿生医疗器械仿生医疗器械是指以仿生学原理为基础，运用现代科技手段研制出能够更好地适应人体环境，具有良好生物相容性和生物稳定性的医疗器械。
最近，科研人员研发出一种高度仿真人类骨髓的仿生智能微流控芯片。
这种芯片无需侵入人体而能够模拟出骨髓内正常和癌变细胞的运动状态，为癌症诊断和治疗提供了良好的研究手段。
二、3D打印技术3D打印技术也是近些年来备受关注的课题。
利用3D打印技术，科研人员可以打印出人工器官、生物组织、医疗器械等各种产品。
最新的研究表明，3D打印技术也可以应用于医疗器械的生产。
一种名为“支架” 的医疗器械是由3D打印技术构建而成的。
这种器械可以在人体内维持一个支撑结构，在胃肠道产生压力来治疗慢性疾病，效果显著。
三、智能生物芯片智能生物芯片是指具有计算、传感、信号处理和自适应反馈等多种功能的高科技医疗器械。
智能生物芯片的发展，不仅可以为人类的健康提供有效的救治方案，还可以为生命科学领域的发展做出重要贡献。
最近，科研人员研发出了一种基于生物芯片的新型心脏起搏器。
这种器械可以感知人体心脏的自然节律，自主决策导电信号输出方向和效力，达到自我调节和智能控制的效果。
四、显微成像技术显微成像技术是指通过显微镜或者其他成像仪器，对细胞、组织或器官进行高清晰度成像和分析，用于研究生物学和医学等领域。
最近，科研人员开展了一系列基于显微成像技术的脑神经元连接研究。
通过这种技术，科研人员可以观察到脑神经元的连接形态以及信息传递的机制，有助于推动脑科学研究的深入发展。
总之，生物医学工程领域的研究进展不断取得突破，为人类健康事业的发展提供强有力的科技支撑。
人造器官的研究进展与应用前景
人造器官的研究进展与应用前景引言：随着科技的不断进步和人们对健康的需求，人造器官这一颇具前景的领域备受关注。
自从第一个心脏起搏器问世以来，人类一直在努力寻找替代疾病或损伤器官的方法。
近年来，人造器官的研究取得了令人鼓舞的进展，为医学界带来了巨大的变革，而且其应用前景也非常广阔。
本文将探讨当前人造器官研究所面临的挑战、取得的突破，以及未来在各个领域中可能出现的应用前景。
一、人造器官研究面临的挑战在开展人造器官研究时，科学家们面临着诸多挑战。
首先是材料选择和生物相容性问题。
要使人工器官成功地融入人体，材料选择至关重要。
目前常用于制作人工器官的材料包括金属、聚合物和生物可降解材料等。
然而，在长期使用过程中，如何解决与人体组织的相容性和免疫排斥问题仍然是一个难题。
另外，人造器官的生物相容性也需要得到患者的身体接受。
此外，制造过程中需要注意器官尺寸和形状的精确控制。
每个人的身体结构都是独特的，因此对于每个患者来说，定制化医疗是一个重要的趋势。
尽管3D打印技术在生物医学领域取得了突破，但要实现复杂器官如心脏或肝脏的完整重建仍然面临挑战。
二、人造器官研究取得的突破尽管面临诸多挑战，科学家们在人造器官研究方面已经取得了一系列突破。
目前最为成功和广泛应用的领域之一就是人工骨髓移植。
人工骨髓不仅可以替代损坏的骨髓功能，并使患者恢复正常免疫系统功能。
除了骨髓移植之外，心脏和肝脏等内脏器官的研究也取得了令人振奋的进展。
科学家们利用支架结构和干细胞技术成功地培养出了小型心脏和肝脏组织。
这些器官可以用于药物代谢测试、药物筛选等应用，并显示出很大的潜力。
此外，一项正在迅速发展的研究方向是人工眼角膜的制作。
失明对患者来说是一种无法想象的痛苦，而目前供体眼角膜的匮乏使得移植手术难以实现普及化。
然而，科学家们通过生物打印和干细胞技术开发出了人工眼角膜，并在动物模型中取得了成功。
三、人造器官应用前景随着人造器官研究不断取得突破，其广阔的应用前景愈加引人注目。
生物医学工程在人工心脏起搏器设计与优化中的应用研究
生物医学工程在人工心脏起搏器设计与优化中的应用研究人工心脏起搏器是一种被广泛应用于临床治疗心脏疾病的医疗设备。
它通过电刺激心脏，使心脏按照一定的节律收缩并保持正常的心跳频率，从而维持身体的正常生理功能。
在人工心脏起搏器的设计和优化过程中，生物医学工程的应用发挥着重要作用。
生物医学工程是一门跨学科的学科，它结合了生物学、医学和工程学的知识，旨在应用科学和工程原理来解决生物医学领域的问题。
在人工心脏起搏器的设计中，生物医学工程专家需要考虑多个因素，包括起搏器的形状、大小、材料、电子元件等。
他们需要确保起搏器能够准确地控制心脏的节律，并且在患者体内长时间稳定地运行。
此外，起搏器设计还需要考虑患者个体差异、心脏病变类型等因素，以确保起搏器能够满足不同患者的需求。
生物医学工程在人工心脏起搏器的优化中发挥着重要作用。
通过对起搏器的电子元件、充电系统、节律调节器等部分进行优化，可以提高起搏器的稳定性、可靠性和使用寿命。
此外，生物医学工程专家还可以通过仿真模拟等方法，优化起搏器的设计参数，进一步提高起搏器的工作效率和治疗效果。
在人工心脏起搏器的设计和优化过程中，生物医学工程专家需要充分理解心脏的生理特性和病理机制，结合工程学原理和技术手段，设计出既符合生理要求又符合工程要求的起搏器。
随着生物医学工程技术的不断发展和进步，人工心脏起搏器的设计和优化将会变得更加精准和个性化，为心脏病患者提供更好的治疗和生活质量。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，是一项极具挑战性和前景广阔的工作。
通过不断深入研究和探索，生物医学工程专家将能够设计出更加高效、稳定和安全的人工心脏起搏器，为心脏病患者带来更好的治疗效果和生活质量。
随着科学技术的不断进步，我们完全有理由对人工心脏起搏器的未来发展充满信心和期待。
HCN4与心脏生物起搏研究进展
HCN4与心脏生物起搏研究进展杨一晨;沈法荣;何浪【期刊名称】《心电与循环》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P60-62)【作者】杨一晨;沈法荣;何浪【作者单位】310053 浙江中医药大学第二临床医学院;浙江绿城心血管病医院心脏中心;浙江绿城心血管病医院心脏中心【正文语种】中文HCN4作为超极化激活环核苷酸门控阳离子通道（HCN）基因家族在心脏中表达的主要亚型，负责编码产生起搏电流，被称为起搏基因。
近年来，利用病毒载体转染HCN4基因来构建心脏生物起搏器取得了较大进展，但目前尚局限于动物实验阶段，其应用于临床实践还有很多问题需要研究解决。
现将HCN4与心脏生物起搏研究进展作一综述。
正常心脏兴奋起源于窦房结，并经结间束传导至房室结，通过房室结纤维，经房室束、左右束支，最终传导至心室浦肯野纤维。
1976年，Noma等[1]首次在兔心脏窦房结组织记录到一种特殊的电流，其在膜超极化时被激活，称之为特种离子流（If）。
1980年，Brown等[2]在窦房结起搏活动研究中发现这一电流是超极化激活的内向阳离子电流，且尚具有钠钾离子通透、细胞内环核苷酸（cAMP）调节、微弱的单通道导电及被细胞外铯特异性阻断等特性，称之为超极化激活的阳离子电流（Ih），介导Ih的离子通道，即称之为HCN，是Ih/If形成的分子基础。
HCN家族的基因产物包括HCN1～4四个成员。
在哺乳动物的心脏组织中4种基因亚型均被发现[3]，其中主要为HCN1、HCN2和HCN4，而窦房结中分布最为广泛的是HCN4，HCN3则主要分布于神经纤维上[4]。
早在十余年前就有多项研究发现兔、鼠、狗窦房结上HCN4有显著的表达[4-7]。
其后，又有多个研究表明人窦房结组织中亦主要表达HCN4[8-9]。
因此，目前认为HCN通道属于电压门控阳离子通道家族成员，负责编码产生If电流，而HCN4是其中在心脏窦房结细胞中表达最高的亚型。
生物起搏_电信号的产生与传导
综述生物起搏:电信号的产生与传导张 浩综述 徐志云审校摘要 利用细胞移植结合基因技术构建生物起搏器已取得初步成果,其关键问题在于起搏电信号的产生及其传导。
本文将分别从这两个角度总结分析现有的生物起搏器研究,并提出目前存在的问题。
关键词 生物起搏;缓慢型心律失常;基因治疗;细胞移植中图分类号:R 541.7 文献标识码:A 文章编号:1673-6583(2008)01-0006-04 基金项目:本课题受国家自然科学基金资助(30672075,30700157),第二军医大学博士创新基金资助作者单位:200433 上海,第二军医大学附属长海医院胸心外科人类基因组计划的完成,极大的促进了基因技术的发展。
使得采用基因转移技术构建生物起搏器成为可能。
构建生物起搏器的关键问题在于构建能够产生起搏电流的起搏细胞,并且这一电流能够迅速有效地传导至邻近的心肌细胞,即电信号的产生与传导。
1 电信号的产生根据窦房结细胞自律性产生的离子基础可知,当细胞膜发生除极时,主要由内向N a +流实现(部分由于Na +-Ca +交换及T 型和L 型Ca +流);然后由于逐渐增强的K +通道携带的外向K +流,使膜复极。
由此可见,任何在除极开始后增加内向N a +流或减少外向K +流的干预措施,都可以增强除极电流,加快除极速度和起搏频率。
随着环核苷酸门控通道(hy perpolarizatio n -activated cy clic nucleo fideg ated channels,H CN)及其编码基因的发现[1],越来越多的研究者采用H CN 基因家族用于起搏细胞的构建。
H CN 通道具有特殊的电压依从性,即由动作电位的复极期膜电位本身激活此类通道,产生内向除极电流;而这种内向电流在使膜除极后又使此通道失活而中止这种内向电流,因而具有严格的时限性,可使心率保持稳定。
此外,H CN 通道还受cAM P 调节,因而可对儿茶酚胺和乙酰胆碱等神经递质调节具有良好的反应性[2]。
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• 综 述 •细胞移植构建心脏生物起搏器的研究进展付勇于风旭廖斌【摘 要】目的综述细胞移植构建心脏生物起搏器的研究现状与存在的问题，并展望其前景。
方法广泛查阅近十年来有关细胞移植构建心脏生物起搏器的文献，并进行综述。
结果在体实验已证实细胞移植构建心脏生物起搏技术方法的可行性，目前多通过窦房结细胞移植和干细胞移植构建心脏生物起搏器，但存在移植的心肌细胞扩增困难，以及心脏生物起搏器构建成功率低、功能不够稳定等缺点。
应用基因转染技术可能是解决这些问题的途径之一。
结论细胞移植构建心脏生物起搏器是可行的，有广阔潜在的临床应用前景，值得进一步研究。
【关键词】 细胞移植生物起搏器心脏中图分类号： R318.11 R541.7 文献标志码：ARESEARCH PROGRESS IN CARDIAC BIOLOGICAL PACEMAKER CREATED BY CELL TRANSPLANTATION/FU Yong, YU Fengxu, LIAO Bin. Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery, the Affiliated Hospital of Luzhou Medical College, Luzhou Sichuan, 646000, P.R.China. Corresponding author: FU Yong, E-mail: fyon001122@【Abstract】 Objective To review the current status and problems in developing cardiac biological pacemaker (CBP)by cell transplantation.Methods The l iterature over the past decade concerning CBP constructed through cell transplantation was reviewed and summarized.Results Experiments in vivo testified that the cell transplantation was feasiblefor CBP construction,and the transplantation of sinus atrial node cell and stem cell was still the predominant method for constructing CBP.However,such problems as difficult amplification of transferred cardio muscle cell,low success rate of CBP construction as well as unstable function of CBP make it lag behind the tremendous clinical demands.The gene transfection technology might be one of the approaches to resolve these issues.Conclusion As one feasible method for CBP construction,the cell transplantation has a bright future in the clinical application and is worthy of further study.【Key words】 Cell transplantation Biological pacemaker Cardiac心脏起搏器主要有电子起搏器和生物起搏器两大类。
电子起搏器能明显降低病态窦房结综合征和房室阻滞患者的病死率，改善患者生活质量，但也存在一些问题：①脉冲发生器和电极导线作为外来异物可引起诸多并发症，如感染、出血、心肌穿孔、血栓等[1]；②起搏器功能障碍，尤其外来磁声作用下会干扰起搏功能[2]；③右心室心尖部起搏是非生理性心脏起搏，可能引起心功能恶化[3]；④起搏电池有一定寿命，需要定期更换，儿童患者术后不合作，电极易脱出[4]，且产生心理负担。
相对于电子起搏器，生物起搏器可避免上述缺点。
随着目前细胞移植和基因治疗的发展，学者对利用基因工程技术创建生物起搏器做了以下研究：①利用基因工程技术转染 β肾上腺素受体的互补 DNA，下调内向整流电流，使自律性心肌细胞高表达起搏电流，形成生物起搏[5]；②转染Kir2.1基因（转运编作者单位：泸州医学院附属医院胸心外科（四川泸州，646000）通讯作者：付勇，医师，研究方向：心脏外科基础与临床，E-mail: fyon001122@ 码内向整流电流 I k1 1个 α亚单位），使普通心肌细胞转化为起搏细胞[6]；③转染超极化激活的环核苷酸门控2（hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel 2，HCN2）基因，形成超极化激活的阳离子流，引起心肌细胞自动去极化，具有起搏功能[7]。
本文就细胞移植构建心脏生物起搏器的研究进展作一综述。
1心肌细胞移植构建心脏生物起搏器Koh等[8]首次将从转基因小鼠分离的心房瘤细胞移植到同系小鼠心肌组织中，经脱氧核苷吸收测定表明，移植的心肌细胞保持有丝分裂活性；电镜观察发现，大部分移植物与宿主心肌组织并存，而不是被其包裹，说明了心肌细胞移植的可行性。
Soonpaa等[9]从转基因小鼠分离出胚胎心肌细胞，用β-半乳糖苷酶标记后注射到同系小鼠心肌组织中。
β-半乳糖苷酶活性检测发现，移植的心肌细胞在宿主心肌组织中形成稳定的移植物，且未对宿主心肌组织造成明显副作用；电镜观察发现，移植的心肌细胞与宿主心肌细胞间形成了新的闰盘，介导二者的信息传递。
Scorsin等[10]和Leor等[11]进一步将胎鼠心肌细胞移植到成年鼠心脏梗死区，发现移植细胞在梗死区长期存活并形成较稳定的心肌组织，说明胚胎心肌细胞移植的可行性。
Ruhpar-war等[12]认为心肌细胞至心肌层形成形态学的整合众所周知，但移植心肌细胞对宿主细胞的收缩力和电兴奋的作用尚未阐明。
他通过分离幼犬的心房肌细胞（包含窦房结细胞），并移植至X性连锁成年肌营养不良犬的左室游离壁，通过营养不良素免疫反应法进行鉴别，表明移植细胞成活，并与宿主发生形态学的整合，在移植心肌细胞和宿主心肌细胞间有连接蛋白43表达，证实了两种细胞间有缝隙连接结构。
经导管消融后，移植心肌细胞标记的位置出现一种室性逸搏，该实验表明了移植心肌细胞和宿主心肌细胞之间存在电和机械的结合，也提示其可能作为一种治疗房室传导阻滞的技术方法。
Cai等[13]采用酶消化法分离新生约克夏猪右心房组织（包括窦房结），获取单个心肌细胞，用4，6-二脒基-2-苯基吲哚标记后制备成5 × 106个/mL心肌细胞悬液，开胸直视下将l mL悬液注入幼年猪左心室游离壁。
结果发现移植细胞均成活，并与周围心肌发生电、化学连接，主导心室节律，能对异丙肾上腺素发生反应，而且未发现明显排斥反应。
该实验为起搏细胞移植提供了新思路。
Lin等[14]将分离得到的男性人胚胎心房肌细胞（包括窦房结细胞）移植到雌性猪心脏的左心室游离壁，移植3周后将猪的房室结切除以建立完全性房室传导阻滞模型。
结果发现细胞移植后动物心室率较未进行细胞移植的快，电生理图表明心室节律起自细胞移植区；PCR检测证实细胞移植区出现SRY基因，表明移植的人胚胎心房肌细胞能够成活，同时发现在移植细胞与宿主细胞之间出现了连接蛋白43和N-钙黏蛋白。
上述表明，同种、异种心肌细胞移植能够在宿主心肌组织中成活，与宿主心肌细胞发生电、机械整合；含窦房结细胞的心房肌细胞移植后，在宿主心室发挥起搏功能并主导心室节律。
心肌细胞移植可构建心脏生物起搏器。
2 干细胞移植构建心脏生物起搏器干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。
根据来源不同分为胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESC）和成体干细胞（adult stem cell，ASC）。
ESC为全能干细胞，具有分化为体内所有组织的能力；ASC是已分化特定组织中的未分化细胞。
2.1ESC移植构建生物起搏器Thomson等[15]第1次从体外受精废弃的受精卵内细胞群中获得人类ESC系。
同年Shamblott等[16]研究小组从流产胎儿生殖嵴分离出ESC并建系成功，还能分化为多种细胞，这为利用人ESC进行细胞移植奠定了基础。
Kehat 等[17]利用电镜和RT-PCR技术进行研究，揭示了人ESC衍生的心肌细胞具有早期心肌细胞的结构和功能特点，为早期心肌细胞的细胞治疗和组织工程的研究起到重要作用。
Satin等[18]通过研究中期人ESC衍生心肌细胞的药理敏感性和离子通道特性，发现该细胞具有自发的起搏兴奋特性，可作为心脏起搏细胞。
Kehat等[19]用人ESC在体外培养出心肌细胞移植物，这些细胞与体外培养的大鼠心肌细胞之间建立了结构和电-机械联系。
该实验用猪建立了一个完全型房室传导阻滞模型，其心脏起搏功能被破坏，将培养的心肌细胞移植入起搏区域，受者和供者组织间长期的电-机械融合在多个水平得到证实，并发现它能成功使心室节律性起搏。
Xue等[20]培养含有心肌细胞人胚状体自发跳动的生出物，这些细胞驱动单层新生大鼠心室肌，β肾上腺素、利多卡因等药物能调控其跳动速度。
将这些细胞注射到豚鼠左心室前壁后2～3 d，即能驱动移植部位心室搏动，形成有功能的起搏器。
故人ESC能分化成早期心肌细胞，并具有自发的起搏兴奋特性；移植人ESC早期心肌细胞生出物至同种或异种宿主心室壁的实验表明，移植细胞与宿主心肌细胞之间建立了结构和电-机械联系，并使心室节律性起搏。
在该研究的基础上，有可能制成心脏生物起搏器，为需要心脏起搏的患者提供较安全且廉价的治疗。
2.2 成人BMSCs移植构建心脏生物起搏器Clark等[21]报道，小鼠BMSCs经过5-氮胞苷处理后，分离出了一种心肌生肌细胞系。
Fukuda[22]进一步观察发现，该心肌生肌细胞为纤维状结构。
培养1周后，约30%的细胞形状发生变化，形成肌管状结构；2周后细胞能自主跳动；3周后出现同步跳动。
除此之外，这些细胞还能表达心房尿钠肽、脑尿钠肽，电镜下可见典型的肌小节和心房颗粒的超微结构。
肌球蛋白及肌动蛋白等收缩蛋白的基因异构重整分析显示，它们的表现型与胎儿心室肌细胞相似。