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培育功能齐全的器官被证明是一项艰巨的任务

从实验室更换肺部有一天会挽救患者的生命。但是,培育功能齐全的器官被证明是一项艰巨的任务 - 到目前为止经常失败。但是现在研究人员取得了决定性的成功:他们繁殖了人工肺,它们在猪移植后独立进化。因此,体内器官形成微小的小肺泡和精细的血管网络 - 这是气体交换功能的重要先决条件。

如果肺部衰竭,受影响的人只能帮助捐献器官。但移植等候名单很长 - 即使新的肺部按时可用,也常常会出现并发症。在手术后第一年,大约30%的患者会出现需要治疗的排斥反应。还存在致命移植失败的风险。所有这些问题都可以通过所谓的组织工程来消除:实验室中的组织培养。新器官正在从患者自己的细胞中繁殖出来。事实上,科学家已经成功地使用这种方法生产人工肺。

但到目前为止,仍有一个关键问题:在动物实验中,这些器官经常在短时间内失效。因为他们不能够开发复杂的组织和血管的体系结构是这样的典型自然肺:微观细支气管,肺泡,首先,细血管网络。只有这些结构才能使血流和气体交换良好并确保肺存活。实现这一目标的研究人员的一个重要步骤,现在已经成功地得克萨斯州加尔维斯敦大学的琼·尼科尔斯:他们培育出的培养皿中,可以移植后形成独立的小血管肺。

独立成熟

在他们的研究中,科学家将器官生长在动物支架上,这些支架是从猪的肺部构建的。他们从器官中清除了所有细胞和所有血液,因此只留下了支架蛋白。随后,他们将肺细胞应用于这种“肺骨骼”。这些都来自后来接受人工肺的猪。在下一步中,将构建体置于生物反应器中。在那里,器官在营养和信号物质的特殊溶液中发展了30天。生长因子确保了在此阶段发展的第一批血管。

然后是决定性的手术:四头猪特别适应了肺部。器官如何在体内表现?事实证明,移植后仅两周,所有肺部都形成了一个密集的精细血管网络。此外,健康的肺泡组织发展。“人工肺继续独立发育,没有注入生长因子,”Nichols报道。“生物体把所有需要的新器官的构建模块,其进一步成熟”此外,发现先前无菌器官是由各种细菌很短的时间内解决 - 与任何一个健康的肺案例是。

很快人类的肺部?

正如研究人员报告的那样,即使手术后两个月也没有出现排斥反应。这清楚地表明,现已证明的方法可用于生产成功适应身体环境并在那里充分发育的肺部。另一方面,尚不清楚人造器官实际上能够确保氧气供应的程度。Nichol的同事Joaquin Cortiella说:“我们没有进行调查,因为所有猪的移植物旁都有正常功能的肺。”“人工肺在两个月后不够成熟,让它们完全呼吸。”

需要进一步研究以确定人工肺在长期内如何在体内表现。“我们的最终目标是为所有迫切等待供体器官的人们开辟新的机会,”Nichols表示。据她说,有了适当的资金,她可以在五到十年内做好准备。

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