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Nat Commun:人造血管获突破,可在受体内自行生长

2016/09/30 来源:生物探索
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导读
人工合成血管最大的挑战,莫过于设计一个能改变形状并能在受体中生长的血管,而且它还不发生免疫排斥反应。近日,明尼苏达大学的科学家突破了这个难题,他们成功开发了能随受体生长的人造血管。


科学家近日表明,实验室工程改造的人工血管移植到羔羊体内能随受体生长,如果在人类身上得到证实,那么这些人工合成血管可使患者避免一些反复性的手术,相关结果发表在《Nature Communications》杂志上。

人工合成血管最大的挑战,莫过于设计一个能改变形状并能在受体中生长的血管,而且它还不发生免疫排斥反应。在该研究中,明尼苏达大学生物医学工程系Robert Tranquillo 教授及其同事在实验室中利用捐赠的皮肤细胞来制造类血管组织,并清除管内细胞使排异反应最小化,这也意味着这种血管组织可以储存,在需要时可随时进行移植。

Tranquillo 教授说,“这也是我们首次拥有现成的可移植并能在体内生长的材料,这意味着未来心脏缺陷患儿将无需进行反复性手术。”

为了开发这种材料,研究人员将绵羊皮肤细胞与纤维蛋白结合,搭建了管状组织,并利用生物反应器有节律地添加细胞生长所需的营养物质,整个培养周期为五周。生物反应器既能提供营养,又能使血管产生适当的机械性能。生物反应器由该实验室的高级研究助理Zeeshan Syedain开发,也是人工合成血管比受体动脉机械性能强的关键因素,这样一来才能保证其在受体内不被破坏。

在研究中,研究人员利用专门的洗涤剂去除管内所有的羊细胞,只留下了一个无细胞的基质,这种基质在移植时不会引起免疫反应。当将人工合成血管替代五周龄羔羊的部分肺动脉时,这些血管很快被羔羊细胞填充,且形状发生了变化并随羔羊一起成长。

Tranquillo 教授说,“更重要的是,当将其植入到羔羊体内时,羔羊细胞重新构建血管组织基质。如果没有填满细胞,血管组织将不能生长,该研究也是组织工程和再生医学的完美结合。”

在羔羊50周龄时,移植的血管直径增加了56%,血量增加了216%,胶原蛋白也增加了456%,这证明了血管不仅随时间延展,实际上还长大了。该研究未观察到凝血、血管变窄或钙化等不良反应。研究人员下一步将与医生探讨能否向FDA申请在未来几年内开展临床试验。

备注:本文根据ScienceDaily网站编译,原文链接Artificial blood vessels developed in the lab can grow with the recipient

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