新的組織工程血管技術(shù)更加先進(jìn)

根據(jù)美國腎臟數(shù)據(jù)系統(tǒng)年度數(shù)據(jù)報(bào)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(dòng)脈連接到手臂中的靜脈的動(dòng)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(huì)出現(xiàn)并發(fā)癥，需要使用稱為動(dòng)靜脈移植物的人造管連接靜脈和動(dòng)脈。

明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種新的實(shí)驗(yàn)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(shí)不含任何活細(xì)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(dòng)物研究中表現(xiàn)良好。

它是第一種非合成的脫細(xì)胞移植物，植入后可被受體自身的細(xì)胞重新填充細(xì)胞。這項(xiàng)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(dòng)脈和外周的bybass血管和管狀心臟瓣膜。

這項(xiàng)研究今天作為美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)的跨學(xué)科醫(yī)學(xué)期刊“科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)"的封面故事發(fā)表。明尼蘇達(dá)大學(xué)也獲得了該技術(shù)的許可。

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

在這項(xiàng)臨床前研究中，明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員在實(shí)驗(yàn)室中從產(chǎn)后人體皮膚細(xì)胞中產(chǎn)生了類似血管的細(xì)胞管，這些細(xì)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(xì)胞填充的凝膠放入生物反應(yīng)器中，使管長出七周，然后在后一周洗掉細(xì)胞。剩下的是細(xì)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(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的移植物植入由Mayo Clinic捐贈(zèng)的成年狒狒中，因?yàn)樗陉P(guān)閉其靈長類動(dòng)物設(shè)施。植入后6個(gè)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(xì)胞在管壁內(nèi)居住。沒有一個(gè)移植物鈣化，只有一個(gè)破裂，這是由于處理造成的無意的機(jī)械損傷。六個(gè)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(yīng)并抵抗感染。此外，移植物通過自我修復(fù)經(jīng)受住了反復(fù)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(xì)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(diǎn)，"明尼蘇達(dá)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系教授Robert Tranquillo說。“在后一步洗掉細(xì)胞可以減少排斥反應(yīng)的幾率。這也意味著容器可以在需要時(shí)儲(chǔ)存和植入，因?yàn)樗鼈儾辉偈巧锊牧稀恚汕先f實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的血管可以通過一個(gè)捐贈(zèng)者的小皮膚活檢制成，然后存放在架子上，供患者需要時(shí)使用。

這項(xiàng)研究取得了成功，Tranquillo和該團(tuán)隊(duì)將在兒科心臟病患兒的臨床試驗(yàn)中尋求FDA的批準(zhǔn)，因?yàn)樗麄兘谧匀唤鐖?bào)道了一項(xiàng)研究。這種材料也能夠增長的通信。

“這次臨床前試驗(yàn)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(xiǎn)之前用更像人類的模型對它們進(jìn)行測試，因?yàn)槲覀兊牟牧铣晒θQ于受體將其再次纖維化成無活力組織的能力。