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Nat Commun:美国学者开发具有生长潜力的生物工程血管

摘要 : 2016年9月27日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志在线发表了美国明尼苏达大学Robert T. Tranquillo研究员的一篇研究论文,研究显示在三只羊羔体内,替代肺动脉的生物工程血管能够在受体中生长。

 2016年9月27日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志在线发表了美国明尼苏达大学Robert T. Tranquillo研究员的一篇研究论文,研究显示在三只羊羔体内,替代肺动脉的生物工程血管能够在受体中生长。如果在人体中得到验证,那么这种新型血管移植物将使年轻病人不再需要反复接受手术。

生物工程合成血管面临的最大挑战之一是,设计的血管要可以在移植后改变自己形状,在不被免疫系统排斥的情况下随其新的受体共同生长。科学家们一直致力于开发可以产生这种血管的方法,但需要使用病人自己的细胞小心翼翼地制备,过程漫长,而且在移植前需要在实验室中培养。

Robert Tranquillo及同事研制出适合存储并在需要时进行移植的血管,而不必在实验室中培养个体定制的血管。他们制作这种人工血管的方法是:将绵羊皮肤细胞放入特制管道中,并且有规律地推送细胞生长所需的营养素。有规律的推送可以帮助细胞将蛋白质存储在其周围,使血管产生适当的机械性能。绵羊细胞最终被冲刷干净,只留下不会引起免疫反应的“非细胞”蛋白支架。

事实上,当这些新制成的非细胞血管移植物替代三只羊羔的部分肺动脉时,羊羔自身细胞迅速填满移植的血管,使血管变形并随受体共同生长直到成年。研究者未观察到不良反应,如凝血、血管变窄或钙化。

虽然这项概念验证研究的结果鼓舞人心,但是在确定该方法有效并且可以安全地进行人体测试之前,还需要做进一步的研究,包括更大规模的动物研究。

原文链接:

Tissue engineering of acellular vascular grafts capable of somatic growth in young lambs

原文摘要:

Treatment of congenital heart defects in children requiring right ventricular outflow tract reconstruction typically involves multiple open-heart surgeries because all existing graft materials have no growth potential. Here we present an ‘off-the-shelf’ vascular graft grown from donor fibroblasts in a fibrin gel to address this critical unmet need. In a proof-of-concept study, the decellularized grafts are implanted as a pulmonary artery replacement in three young lambs and evaluated to adulthood. Longitudinal ultrasounds document dimensional growth of the grafts. The lambs show normal growth, increasing body weight by 366% and graft diameter and volume by 56%and 216%, respectively. Explanted grafts display physiological strength and stiffness, complete lumen endothelialization and extensive population by mature smooth muscle cells. The grafts also show substantial elastin deposition and a 465% increase in collagen content, without signs of calcification, aneurysm or stenosis. Collectively, our data support somatic growth of this completely biological graft.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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