研究人員培育出可以“說話”的聲帶組織

組織工程技術可能有一天能夠幫助患有其他無法治療的聲音障礙的患者恢復聲音,儘管還需要進行更多測試

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一項新的研究表明,研究人員已經在實驗室中培育出聲帶組織,並且它能夠發揮作用——當將該組織移植到完整動物的喉嚨中時,它能夠發出聲音。

研究人員表示,這項 組織工程 技術有一天可能被用於恢復患有某些其他無法治療的聲音障礙的患者的聲音。

然而,研究人員表示,在新技術能夠真正應用於人體臨床試驗之前,還需要進行更多的研究。


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威斯康星大學麥迪遜分校的言語語言病理學家、研究作者內森·韋勒姆說:“由於監管要求的現實,這距離試驗還有數年之遙。”

聲帶由兩條柔韌的肌肉帶組成,肌肉帶內襯著一種稱為粘膜的特殊組織,當空氣流過聲帶時,粘膜會振動,從而產生聲音。

研究人員表示,當粘膜受損時,會結疤和變硬,這可能導致 失聲。韋勒姆告訴《Live Science》,一些現有的治療方法,如膠原蛋白注射,可以部分修復損傷,但只能作為一種短期措施。而且,許多這些治療方法並沒有解決聲音輸出的問題。

韋勒姆說:“我們一直在研究的東西更像是在我們認為桌面上沒有任何東西能夠真正解決問題的情況下,對組織進行完全替換。”[5件關於人的聲音能告訴你的事]

為了這項研究,研究人員首先從四位因無關原因摘除喉部的人和一具人類屍體中採集了聲帶組織。科學家們在一種特殊的3D培養物中分離、純化和培養了來自粘膜的細胞,這種培養物非常類似於體內的環境。

韋勒姆在一份宣告中說,大約兩週後,這些細胞生長在一起,形成了一種“感覺像聲帶組織”的組織。進一步的測試表明,該組織的粘度和彈性與正常組織的粘度和彈性相似。 

為了檢視工程化的聲帶組織是否可以產生聲音,研究人員將該組織移植到從狗身上取下的喉嚨中,狗的喉嚨在解剖學上與 人類喉嚨相似。然後,研究人員將這些喉嚨連線到人工氣管上,並向其中吹入溼潤的空氣。

當空氣到達工程組織時,該組織振動併產生聲音,很像 正常的聲帶組織通常會做的那樣。

韋勒姆說,工程組織產生的聲音是“類似人類的”。

研究人員還研究了工程化的聲帶組織是否會被經過基因改造具有類似人類免疫系統的小鼠排斥或接受。他們發現,小鼠對該組織的耐受性良好,並且動物在移植後具有正常的壽命。

然而,工程組織有一個方面不如真實組織:工程組織的纖維結構不如正常成人組織的典型纖維結構複雜。然而,研究人員表示,這並不令人驚訝,因為聲帶組織通常需要時間才能成熟。他們說,真正的人類聲帶組織的發育直到一個人大約13歲時才完成。

這項新的研究於今天(11月18日)發表在《科學轉化醫學》雜誌上。

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