2022-03-08 14:07

科学家的生物工程动脉可能在体内生长

University of Minnesota

欢迎来到未来。科学家们已经创造出了可以安全地植入并在宿主体内继续生长的动脉。今天,9月28日,他们在杂志上发表了他们的进展报告。

器官和组织移植的成功面临着几个主要障碍。首先,要确保移植对受者来说是正确和安全的。那么,接受者的身体有可能会排斥新器官。最后,植入材料需要与周围的细胞合作,一起生长和工作。在过去的几十年里,科学家们在前两个问题上取得了重大进展。但说到诱导移植器官生长,我们才刚刚开始。

在血管移植中,生长尤其重要,而且很难产生。科学家们已经找到了实现这一目标的方法,但他们需要在实验室中使用每位患者自己的细胞,从零开始培育新的血管。定制过程昂贵且耗时,这严重限制了它的使用。

因此,明尼苏达大学的一组研究人员开始寻找另一种方法。他们本质上是想建立一个通用或基本的肺动脉模型——一个可以保存在医院里并在需要时使用的模型。

他们从绵羊开始。研究小组采集绵羊皮肤细胞样本,将其与凝血剂和氯化钙混合,使其具有硬度,然后将其泵入管状玻璃模具中。当细胞在试管中成形时,研究人员向它们注入营养液,以赋予它们所需的形状和灵活性。然后,他们将这些细胞转移到生物反应器中,再进行五周的成熟和拉伸。

一旦动脉生长和伸展到合适的大小,研究小组就用化学物质清洗它们,去除所有原始的皮肤细胞,这个过程被称为去细胞化。剩下的只是那些新建的建筑本身;血管的形状,没有触发免疫系统的细胞。

然后将新动脉植入3只8周大的羊羔体内。羊被包扎好,然后在手术后的8周、30周和50周进行定期超声扫描监测。在最后一次扫描后,小羊被安乐死,它们的动脉被切除和解剖。

人造血管的效果非常好。羊羔的身体不仅没有排斥移植的器官,而且似乎还欣然接受了移植的器官。这些被移植的动脉作为支架进入羊羔的体内,但当羊羔成年时,支架已经被填充并由它们自己的细胞组成。血管和它们的主人一起成长,为它们提供良好的服务。

Jeffrey Harold Lawson是杜克大学血管外科教授。“这似乎是非常令人兴奋的工作,并继续支持血管组织工程这一新兴领域,”没有参与这项研究的劳森说。“这是非常令人兴奋的,看到血管随着时间的推移随着绵羊生长,并与宿主自己的细胞繁殖。如果这样的工作继续在临床前和临床阶段取得进展,它可能会彻底改变儿童心脏手术领域,并有可能避免成千上万的幼儿再次手术。”