9号彩票

淮安市西格玛医用实业有限公司欢迎您!
淮安市西格玛医用实业有限公司
全国客服热线:

0517-83711133

科技创新

全球首例人造气管移植

近日,《柳叶刀》发表了一篇文章,研究结果表明,肺癌术后患者接受人造气道移植5个月无任何症状且无肿瘤复发。这篇文章是对5个月前轰动全球的首例人造器官移植手术的总结,现回顾相关内容供医友分享!
前言:一直以来,人工定制器官是科学家和患者的共同梦想,数月前,瑞典卡罗林斯卡大学的外科医生首次将一个完全“成长”于实验室中的人造气管成功移植入患者体内,这是全球首例成功的人造培养器官移植手术,在医学界认为具有里程碑的意义。这一手术的成功无疑让人们看到了圆梦的曙光。
新闻事件:
 全球首例自体干细胞人造气管移植手术
图为手术主刀医生保罗·麦斯尔尼(Paolo Macchiarini)和手术现场
接受全球首例气管移植手术的病人名叫马里亚姆·特克勒森贝特·拜恩(Andemariam Teklesenbet Beyene),是一位在冰岛攻读地质学博士的非洲学生。他饱受恶性肿瘤困扰,尽管一度接受化疗和放疗,肿瘤仍长至高尔夫球大小,破坏整根气管,影响正常呼吸。
英国研究人员首先借助三维成像技术,将他的气管形状进行了三维扫描,绘制其气管部分的三维图像。伦敦大学学院以这些图像为依据,用类似玻璃的材料“量身订做”拜恩气管和两根主要支气管的主体支架。
随后,这些支架被送往瑞典,浸泡在由患者骨髓干细胞配制的溶液中。两天后,患者自身干细胞在支架上数百万个小孔中“生根”。另外,医生在手术中植入骨髓细胞和内膜细胞,让它们分裂、成长,以帮助这一气管支架“发育”为患者的“原配”气管。
一个月过去了,Beyene康复情况良好。而且由于器官的捐献这是他自己,所以没有任何排异反应。而且,因为阻塞气管的肿瘤时刻威胁着他的生命,也没有时间去寻找一个合适的捐献者。
以前,也曾有过干细胞发育成气管的先例,但是支架采用的是捐献者器官的胶原蛋白骨架。而此次人造器官的支架则完全来自人的创造。它的成功意味着未来病人也许不再需要苦等一个适合的捐赠器官。
国外热议:
再生医学里程碑——从零开始的人造气管昭示再生医疗的光明前景
上图为在给患者移植前已生长两天的人造气管
瑞典的外科医生已成功地将完全人造的组织工程改造器官——一根气管——移植进入了晚期气管癌患者的体内。人造气管是利用一个由多孔聚合物制造出来的支架和在生物反应器中从患者自身干细胞生长发育而来的组织,完全在实验室里创造出来的。此生物反应器是设计用来保护器官并促进细胞增殖的。
瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学医院(Karolinska University Hospital)呼丁格(Huddinge)校区的保罗·麦斯尔尼(Paolo Macchiarini)完成了这项手术。患者现在已经完全恢复,很快已出院。
用于气管的支架是由亚历山大·席法利安(Alexander Seifalian)领导的团队发明的,他是伦敦大学学院(University College London)纳米技术和再生医疗学教授。利用哈佛生物科学公司(Harvard Bioscience)制造的“内呼吸”(InBreath)生物反应器,从患者自身干细胞增殖而来的组织在支架顶端生长。支架上粘附有取自患者骨髓的干细胞溶液,并且在生物反应器中旋转的时候保持温暖无菌状态,同时这些细胞生长发育成组织。整个过程大概要2周。
这次移植对再生医疗来说是一个重大时刻,加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)再生医疗和干细胞研究中心(Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research)主任阿诺德 ·克雷格斯坦(Arnold Kriegstein)说。“找到用干细胞制造替代性器官组织的方法,”正是再生医疗的光明前景,克雷格斯坦说。
然而,克雷格斯坦提示道,气管就像“挂在相对较低处的水果”,因为它主要是机械性器官——一个空气管道。创造像肺或者肾一样复杂的器官组织挑战性要远远大得多,他说。
人造器官在几个方面要优于普通捐献器官。人造器官要比通常寻找捐赠器官要快得多;由于人造器官从患者自身的细胞增殖而来,它们不需要用有害的免疫抑制剂药物来防止排斥反应。
过去,人们已利用患者细胞和去除组织只剩软骨作为组织生长支架的捐献器官来增殖发育并移植替代性器官。2006年,匹兹堡麦克格万再生医疗中心(McGowan Institute for Regenerative Medicine )的一个团队成功地将在实验室生长发育的膀胱移植进入了脊柱裂(spina bifida)患儿体内。人造支架先前就发明出来了,但是一直没有用来代替某个人类器官。
为了构建这个气管,克雷格斯坦及其团队利用一个布满成百上千万小孔的聚合物为患者的干细胞扎根提供场所。
首先,克雷格斯坦及其团队通过对患者进行计算机断层X线(CT)扫描制作了患者的器官玻璃模具。然后,他们把聚合物切成条状并包裹在模具周围,做出“指环状”软骨,赋予气管结构强度。并且他们把模具浸泡在混合有盐化物的液体状态的同种聚合物中。最后,他们用一种溶液洗掉所有成分,这种溶液能够溶解盐化物并使液态聚合物凝结成海绵状形式,类似一个气管器官。
气管支架一旦建立,利用哈佛生物科学公司的“内呼吸”生物反应器,活组织就可以在支架顶部生长。“内呼吸”生物反应器是一个鞋盒子大小的仪器,气管可以安置在里面,“就像你把一只鸡放在电转烤肉架上的方式,”哈佛生物科学公司董事长戴维·格林(David Green)说。取自患者骨髓的干细胞溶液浇注在人造气管上,并且旋转支架的同时保持无菌温暖状态。溶液中包含诱导这些细胞分化成为气管中不同类型细胞的化学物质。组织形成大约要用两天时间。
由于这是首次尝试,所以建造支架很慢,克雷格斯坦解释说。他补充道,将来他们可以在两天之内基于计算机断层X线扫描结果制作一个完整的支架。
国内热议:
仿生程度最高的人造气管移植手术
图为余细勇主任
广东省医学科学院医学研究中心主任余细勇教授表示,早在上世纪60年代就有关于人工气管的研究。当时患者的气管因病被切掉一截,于是,医生尝试用橡胶或玻璃做的人工气管接到原始的气管上。但这种和人体“材质”完全不同的外源性人工气管难和人的组织完全吻合,很易发生“泄漏”。并且,它无法产生人体特别的分泌物,也没有收缩、舒张功能。所以,这种外源性的人工器官植入体内,有可能引发一系列排斥反应。
而此次在瑞典外科手术中植入患者体内的人造气管,则和人体天生气管非常类似。人体内神奇的干细胞有向不同组织分化的能力,这个人造气管就来自患者的骨髓干细胞。干细胞可生成气管所需的主要成分,微量成分可能生成得较少,但已能实现80%~90%的功能保障。余主任介绍说,这种人造气管被植入患者体内和其他组织缝合后,不会产生排斥反应,反而会和其他组织很好地生长到一起,融为一体,所以应该为这次手术加上定语仿生程度最高的人造气管移植手术。
在实验室中,如何确保支架上的细胞不会无限制地分化发展,而是刚好“长成”所需气管组织后就戛然而止呢?
余主任解释,这是由细胞天然的特殊机制决定的。“两种细胞一接触,进行物质交换,生长即会停止。如果没有限制,就可能发展为肿瘤。”他如是说。而人造气管的孔径、长度则是由骨架决定的。
实现器官定制  需攻克4大难题
在余主任看来,在未来,人造器官是医学发展的大势所趋。
但事实上,人体的复杂和精密程度远远超过人们的想象,要制出仿生度很高的人造器官,仍面临重重难以逾越的高山。
余主任说,要成功制造出人造器官,至少要面临四大障碍:
一是如何生成器官所需的各种细胞成分的难题尚未解决。
二是即便生成了各种细胞成分,如何将它们有机地组合在一起亦是难题。“就像纺线织布一般,如何在织的过程中排列出各种花纹,同时使布兼具透气性,这就涉及有机组合的问题。”
三是组合而成的器官各个成分的功能是否能协调也是难题。
四是每个器官都受神经支配,一条神经通路如电线盒般聚集了成千上万条微细神经,人造器官该怎么和原有的神经整合在一起,恐怕也要让科学家伤透脑筋。
他进一步举例说明。以心脏为例,要制造出人造心脏,首先需要获得可供干细胞附着生长的心脏骨架。如果利用人工材料合成骨架,会在体内产生的免疫排斥反应或者慢性降解后产生炎症反应。只有来自人自身机体的心脏骨架,才能避免排斥。仅仅是这一步,已经耗费了科学家无数的心力,直到去年才首次成功获得了心脏骨架科学家通过将一个供体心脏的全部细胞消化掉,最终得到了由胶原纤维组成的立体心脏骨架结构,从而向未来成功制造出人造心脏迈出了重要一步。
获得骨架后,科学家利用人体干细胞可向各种组织分化的特点,在特异调控因子的作用下,将干细胞分化培育出诸如心肌细胞、成纤维细胞、心脏起搏细胞、血管平滑肌细胞、血管内皮细胞、心脏内膜细胞、外膜细胞等心脏组织需要的各种细胞,再将这些细胞分别“种植”在心脏骨架上。
所有程序需精确进行,确保万无一失,最终才有可能成功获得一颗人造心脏。

联系我们

联系人:

手 机:13305239903

电 话:0517-83711133

邮 箱:358633582@qq.com

公 司:淮安市西格玛医用实业有限公司

地 址:淮安经济技术开发区膳魔师路24号

友情链接:9号彩票官网  pk10牛牛开奖网  秒速牛牛  pk10牛牛  秒速牛牛开奖直播  pk10牛牛开奖网  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!