完全修補受傷的心髒幾乎是不可能的。在被缺氧的幾分鍾之內，就像心髒病發作時心髒的動脈阻塞一樣，心肌細胞開始死亡。Sanjay Sinha想修補心髒，使其再次工作。

        心髒瘢痕組織與心髒的其餘部分不同。它不收縮或泵血，因為它不包含任何新的心肌細胞。在心髒病發作時失去的心肌細胞永遠不會複生。這種功能喪失會削弱心髒，並根據受損區域的大小，影響患者的生活質量和壽命。

        Sanjay Sinha博士解釋說：“許多患者的心髒不僅比正常人弱得多，而且在運動時不能增加身體周圍的血液量滿足需求。“我剛剛走了一趟樓梯，這是我認為理所當然的事情，但許多幸存的心髒病患者，他們甚至連做如穿衣服等基本的事情都要努力去做。

        辛哈想修補這些心髒，使其再次工作。“不隻是提高百分之幾，而是百分之百。”

        他在劍橋幹細胞研究所領導一支幹細胞生物學家團隊。過去五年來，在英國心髒基金會的資助下，他們一直在與材料科學家Ruth Cameron教授和Serena Best以及生物化學家Richard Farndale教授合作，在實驗室中生長心髒補片的創新技術，目的是使用這些技術修複弱化的心髒組織。

        Sinha說：“過去，人們已經嚐試在動物模型中將心肌細胞注射入損傷的心髒，並表明它們可以恢複一些已經失去的心肌。“但即使是高手，注射的細胞中也有百分之九十因為環境不利而損失。”

        相反，劍橋的研究人員正在培養皿中培養微小的心髒組織碎片。這是一種創新的腳手架。“這個想法是讓心髒細胞生活在真正適合它們的地方，所以可以生存和發展和發揮作用。”

        支架由膠原蛋白製成 – 這是動物中廣泛存在的蛋白質。Best和Cameron是為各種細胞類型(骨髓、乳腺癌、肌肉骨骼)創建複雜的膠原蛋白結構的專家，既作為植入物，又作為測試新治療劑的模型係統。

        Best和Cameron使用“冰模板”來建造腳手架。他們凍結含有膠原蛋白、水和某些生物分子的溶液。當水結晶形成時，它們會將其他分子推向其邊界。所以，當晶體蒸發(通過將壓力降低到低水平)時，剩下的是一個複雜的三維結構。

        “我們可以很好地控製這個結構，” Cameron補充道。“我們可以改變孔隙結構，使細胞在某些方向保持一致，並控製細胞類型的比例。我們在像心髒的環境中建立數百萬個細胞的群落。”

        當心肌細胞被其他類型細胞包圍時存活的更好。心肌細胞利用自身表麵上的所謂整合素蛋白質來接觸、粘住並與其周圍環境通訊。Farndale完善了一個“工具包”，可以精確確定整合素膠原蛋白的最佳部位;然後，他使匹配的肽片段“裝飾”膠原支架。這使得細胞在支架中立足，並鼓勵不同類型的細胞移動並填充結構。

        “我們不隻是想要一個心髒支架，我們希望它具有血管和與心髒相同的機械性能，”Sinha解釋說。“如果要收縮並有效運作，就需要血液供應良好，整個三維結構必須足夠強大，才能在受損心髒在不利環境中生存下去。”

        同時，Sinha的團隊率先生產了貼片所需的不同類型細胞。他們的起始材料是人類胚胎幹細胞，但也采取了成人的人類細胞並“重置”細胞的發育時鍾。 “在理論上，這意味著我們可以采用患者自己的細胞，並製作與自己組織相同的貼片。就是說，數以百萬計的人會需要這種治療方法，所以我們目前的重點是提出一個係統，其中少量貼片“現成”可用，而患者接受最接近的匹配。

        該團隊正在完成對腳手架結構、肽裝飾和細胞混合物的理想組合的試驗，以產生跳動的血管化組織。接下來，研究人員將與醫學係Thomas Krieg博士合作，將組織移植到大鼠心髒。他們的目的是讓貼片連接到血管，與心髒肌肉機械以及電信號的整合，並與心髒的其餘部分同步化。一旦他們完成了這些，他們將擴大貼片的大小，以備將來在人們中使用。