研究人员 Robert Tranquillo 说,未来,这可能意味着一次手术,而不是一些患有心脏缺陷的儿童在成年前进行的五次或更多次手术。 科学家们已经成功开发出可以在接受者体内生长的人造血管,这是一项突破,可以防止先天性心脏缺陷儿童需要重复手术。
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这项由美国明尼苏达大学领导的研究将这些生物工程血管植入羔羊体内。船舶生物工程面临的最大挑战之一是设计一艘将与新主人一起成长的船舶。
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研究人员在实验室中从出生后捐赠者的皮肤细胞中生成了血管样的管子,然后取出细胞以最大程度地减少排斥的机会。
这也意味着可以在需要时储存和植入血管,而无需接受者的定制细胞生长。当植入羔羊体内时,该管会被接受者自己的细胞重新填充,使其生长。
明尼苏达大学生物医学工程系的 Robert Tranquillo 教授说,这可能是我们第一次拥有一种“现成的”材料,医生可以将其植入患者体内,并且可以在体内生长。
Tranquillo 说,在未来,这可能意味着一次手术,而不是一些患有心脏缺陷的儿童在成年前进行的五次或更多次手术。
研究人员将绵羊皮细胞与称为纤维蛋白的明胶样材料结合成管状,然后使用生物反应器有节奏地泵入细胞生长所需的营养物质长达五周。
泵送生物反应器提供营养和锻炼,以加强和硬化管子。
与 Tranquillo 实验室的高级研究助理 Zeeshan Syedain 共同开发的生物反应器是开发比天然动脉更坚固的生物人工血管的关键组成部分,因此它不会在患者体内破裂。
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研究人员随后使用特殊的洗涤剂洗掉了所有的绵羊细胞,留下了一种在植入时不会引起免疫反应的无细胞基质。
当血管移植物在五周大时取代了三只羔羊的一部分肺动脉时,植入的血管很快就被羔羊自己的细胞填充,导致血管弯曲形状并与受体一起生长直到成年。
在 50 周龄时,羊的血管移植物直径增加了 56%,可以通过血管泵出的血液量增加了 216%。
胶原蛋白也增加了 465%,证明血管不仅被拉伸,而且实际上已经增长。没有观察到诸如凝血、血管变窄或钙化等不良反应。
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我们看到了增长,没有发生任何不好的事情。 Tranquillo 说,结果非常令人鼓舞。该研究发表在《自然通讯》杂志上。