新的組織工程血管技術更加先進

根據(jù)美國腎臟數(shù)據(jù)系統(tǒng)年度數(shù)據(jù)報告，美國每年有超過10萬人開始血液透析治療腎臟疾病，全國有超過40萬人正在接受拯救生命的血液透析治療。將動脈連接到手臂中的靜脈的動靜脈瘺目前是用于血液透析的血管通路的優(yōu)選模式。然而，30-50%的患者會出現(xiàn)并發(fā)癥，需要使用稱為動靜脈移植物的人造管連接靜脈和動脈。

明尼蘇達大學的研究人員創(chuàng)造了一種新的實驗室培養(yǎng)的血管替代品，*由生物材料組成，但令人驚訝的是，植入時不含任何活細胞。該容器可用作腎透析患者的“現(xiàn)成"移植物，在近的非人靈長類動物研究中表現(xiàn)良好。

它是第一種非合成的脫細胞移植物，植入后可被受體自身的細胞重新填充細胞。這項發(fā)現(xiàn)每年可以幫助成千上萬的腎透析患者。移植物也可以在將來用作冠狀動脈和外周的bybass血管和管狀心臟瓣膜。

這項研究今天作為美國科學促進會(AAAS)的跨學科醫(yī)學期刊“科學轉化醫(yī)學"的封面故事發(fā)表。明尼蘇達大學也獲得了該技術的許可。

目前，這些人造移植物由易于凝結，感染和其他并發(fā)癥的合成材料制成。在實驗室中從細胞和生物材料中生長的移植物可以引起較少的不良反應，但是活組織對于長期儲存不穩(wěn)定并且可以誘導免疫應答，除非使用患者自身的細胞，這兩者都是商業(yè)化和臨床使用的障礙。 。

在這項臨床前研究中，明尼蘇達大學的研究人員在實驗室中從產(chǎn)后人體皮膚細胞中產(chǎn)生了類似血管的細胞管，這些細胞嵌入由牛纖維蛋白(一種參與血液凝固的蛋白質(zhì))制成的凝膠狀材料中。研究人員將細胞填充的凝膠放入生物反應器中，使管長出七周，然后在后一周洗掉細胞。剩下的是細胞分泌的膠原蛋白和其他蛋白質(zhì)，制成一種全天然但非活體的植入管。

為了測試血管，研究人員將15厘米長(約5英寸)實驗室培養(yǎng)的移植物植入由Mayo Clinic捐贈的成年狒狒中，因為它正在關閉其靈長類動物設施。植入后6個月，移植物大致像血管一樣出現(xiàn)，研究人員觀察到接受者的健康細胞在管壁內(nèi)居住。沒有一個移植物鈣化，只有一個破裂，這是由于處理造成的無意的機械損傷。六個月后的移植物顯示出能夠承受平均人體血壓的近30倍而沒有爆裂。植入物未顯示出免疫反應并抵抗感染。此外，移植物通過自我修復經(jīng)受住了反復穿刺，這對于接受長期透析的患者來說是必要的過程。

“我們利用纖維蛋白凝膠中的皮膚細胞開始利用身體正常的傷口愈合系統(tǒng)，這是自然治療的起點，"明尼蘇達大學生物醫(yī)學工程系教授Robert Tranquillo說。“在后一步洗掉細胞可以減少排斥反應的幾率。這也意味著容器可以在需要時儲存和植入，因為它們不再是生物材料。將來，成千上萬實驗室培養(yǎng)的血管可以通過一個捐贈者的小皮膚活檢制成，然后存放在架子上，供患者需要時使用。

這項研究取得了成功，Tranquillo和該團隊將在兒科心臟病患兒的臨床試驗中尋求FDA的批準，因為他們近在自然界報道了一項研究。這種材料也能夠增長的通信。

“這次臨床前試驗對我們來說非常重要，"Tranquillo說。“在以前的研究中，我們將血管植入綿羊中，但我們需要在冒著生命危險之前用更像人類的模型對它們進行測試，因為我們的材料成功取決于受體將其再次纖維化成無活力組織的能力。