干细胞治疗心血管疾病的前景可能很快就会接近临床应用，因为三个机构的科学家试图在大型动物模型中完善和测试三维“心脏补丁”，这是人类患者试验前的最后一个大障碍。

从理论上讲，心脏补丁是由构成心肌的几种不同类型的细胞组成的工程组织，将被植入以替换患病或受损的组织，并将执行健康的，跳动的心肌的所有功能。

威斯康星大学麦迪逊分校的心脏病专家，威斯康星大学麦迪逊分校干细胞与再生医学中心联合主任蒂莫西·坎普(Timothy J. Kamp)解释说，用干细胞治疗心血管疾病是再生医学的一大挑战。自从1998年在UW-Madison首次获得并培养了通用的人类干细胞以来，通过植入健康的实验室生长的细胞来替代受损组织来治疗患病心脏一直是干细胞生物学家的愿望。

坎普和他的同事与阿拉巴马大学伯明翰分校和杜克大学的一个新资助的财团合作，共同筹集了860万美元，他们将寻求设计和播种合适的细胞三维混合体，并将其用于猪模型，动物与人的心脏非常接近。这项为期七年的研究由美国国立卫生研究院资助。

威斯康星大学医学院和公共卫生学院(SMPH)的教授坎普说：“这里令人兴奋的是，我们正在接近患者的应用范围。”“我们正处于一个阶段，需要观察这些细胞在大型动物心脏病发作模型中的作用。我们将制作可应用于这些受伤部位的心肌补丁。”

Kamp指出，还尝试了其他类型的细胞进行心脏修复，但收效甚微，但是胚胎干细胞技术和诱导干细胞技术的出现为该问题带来了新的精确度：能够在实验室中制造所有特定类型的细胞，心脏肌肉，并且可能对个别患者更具个性化。

为了实现这一目标并开始制定一项技术计划，以最终将该技术最终应用于人类患者，Kamp及其合作者需要克服许多障碍。第一个挑战是在实验室中创建组成心脏组织的主要细胞类型：心肌细胞，负责肌肉收缩的细胞;心肌细胞。成纤维细胞，为组织提供结构框架的细胞;血管内皮细胞

坎普(Kamp)的小组以前已经设计出了将小鼠成纤维细胞纺丝成祖细胞的技术，这些细胞能够分化成构成心肌的所有不同类型的细胞。该技术应用于人体细胞后，可为大规模生产供实验室临床使用的心脏细胞提供基础。

坎普指出，另一个主要障碍是制造的细胞在移植后不会引起新宿主的免疫反应。他说：“人体的免疫反应是其中很大的一部分。”

为了测试对植入细胞的免疫反应，SMPH外科部的坎普和他的同事威廉·伯林厄姆(William Burlingham)将首先将实验室制造的细胞移植到经过改造的具有人类免疫系统的小鼠体内。理想情况下，可以使细胞至少部分匹配人类免疫反应，这可能为创建不需要单独与患者匹配的细胞打开了大门。这种技术已经存在于许多实体器官移植中。

坎普和他的同事们除了要创造出不会被宿主排斥的细胞的正确混合之外，还必须在新宿主上打造出有节律的细胞：“我们特别关注的另一个障碍是引发心律不齐，”坎普说。“将这些细胞放入会危及生命的室性心律失常吗?这是我们需要克服的风险之一。”

最后，UAB-Duke-Wisconsin组必须设计一种可以有效整合到患者心脏中的心脏贴剂。坎普说，这项技术根本不像“插入USB驱动器”。