一位晚期腎病患者剛剛成為首位接受生物工程血管植入的人。
這項手術於6月5日星期三在杜克大學醫院進行,這是生物工程血管的首次臨床試驗。
杜克大學和一家名為 Humacyte 的衍生公司的研究人員已經研究生物工程血管近十五年了。
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用於醫療目的的生物工程人體組織的主要挑戰之一是人體傾向於排斥植入的器官;免疫系統通常會像攻擊有害入侵者一樣攻擊這些外來細胞。
這種人工培養的血管組織由捐贈的人類細胞製成。這些細胞被放置在氨基酸、維生素和營養物質的溶液中,並在管狀網狀結構周圍生長,使細胞形成血管的形狀。
網狀結構是可生物降解的,當細胞在其周圍生長成所需形狀時,最終會溶解。然後,科學家會在細胞結構中播種肌肉細胞以加強其強度。
研究人員還發現,在管道生長過程中,以模仿心臟搏動的節奏泵送營養物質,有助於增強血管。
總而言之,生長過程需要幾個月的時間。科學家能夠使用患者自身的細胞來製造個性化的血管,但這不具成本效益,而且通常需要太長時間才能真正對患者有所幫助。因此,最後一步是將細胞組織浸泡在特殊的溶液中,該溶液將細胞結構轉化為膠原蛋白結構,膠原蛋白是一種存在於哺乳動物結締組織中的蛋白質組。
植入物從活細胞到膠原蛋白的轉變有助於確保患者的身體不會排斥它。
在最近的手術中,生物工程血管被植入作為血液透析的一部分,血液透析是在腎臟無法正常工作時將毒素排出體外的過程。
在血液透析期間,醫生通常會嘗試透過將動脈連線到靜脈來加速患者的血液流動。目前的方法包括使用合成管嫁接血管,這通常會導致凝血,或者從患者身體的其他部位外科提取血管以形成連線,這會增加感染的風險。
在臨床前試驗中,杜克大學的生物工程血管的表現比這兩種選擇都要好得多,並且從這次手術的成功來看,它似乎還在繼續這樣做。
杜克大學血管生物學家傑弗裡·勞森幫助開發了生物工程血管,並協助進行了外科手術,他相信這一突破將為生物工程更復雜的器官鋪平道路。
勞森在一份宣告中說:“我們希望這為[器官]如何生長、如何融入宿主以及如何避免免疫排斥奠定基礎。”
“我們從[血管]開始,有一天我們也許能夠製造出肝臟、腎臟或眼睛。”
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