培養(yǎng)功能齊全的器官是一項艱巨的任務(wù)

更換實驗室的肺總有一天會挽救病人的生命。然而，培養(yǎng)功能齊全的器官被證明是一項艱巨的任務(wù)——到目前為止，它經(jīng)常失敗。但是現(xiàn)在研究人員取得了決定性的成功：他們培育了人工肺，在豬移植后獨立進化。因此，內(nèi)部器官形成微小的肺泡和精細(xì)的血管網(wǎng)——這是氣體交換功能的重要前提。

如果肺部衰竭，受影響的人只能幫助捐獻器官。但是等待移植的名單很長——即使新的肺能及時得到，并發(fā)癥也經(jīng)常發(fā)生。手術(shù)后的第一年，約30%的患者會出現(xiàn)需要治療的排異反應(yīng)。還有致命移植失敗的風(fēng)險。所有這些問題都可以通過所謂的組織工程來消除：在實驗室進行組織培養(yǎng)。新的器官正在從病人自己的細(xì)胞中繁殖出來。事實上，科學(xué)家已經(jīng)成功地用這種方法生產(chǎn)了人工肺。

但到目前為止，仍然有一個關(guān)鍵問題：在動物實驗中，這些器官往往會在短時間內(nèi)衰竭。因為它們不能發(fā)育出復(fù)雜的組織和血管架構(gòu)，所以是典型的自然肺：顯微鏡下的細(xì)支氣管、肺泡，首先是細(xì)小血管的網(wǎng)絡(luò)。只有這些結(jié)構(gòu)才能使血液流動和氣體交換良好，保證肺部存活。德州加爾維斯頓大學(xué)的瓊尼科爾斯(Joan Nichols)現(xiàn)在已經(jīng)成功實現(xiàn)了研究人員實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要一步：他們培育的培養(yǎng)皿可以移植形成獨立的小血管肺。

獨立到期日

在他們的研究中，科學(xué)家在動物支架上生長器官，這些支架是由豬肺制成的。他們從器官中取出所有的細(xì)胞和血液，所以只剩下支架蛋白。隨后，他們將肺細(xì)胞應(yīng)用到這塊“肺骨”上。這些都來自后來接受人工肺的豬。下一步，將構(gòu)建體置于生物反應(yīng)器中。在那里，器官在營養(yǎng)物質(zhì)和信號物質(zhì)的特殊溶液中發(fā)育了30天。生長因子保證了這個階段第一條血管的發(fā)育。

然后是決定性的手術(shù)：四只豬被特別適應(yīng)肺部。器官在體內(nèi)是如何表現(xiàn)的？事實上，移植后僅兩周，所有的肺就形成了密集的細(xì)血管網(wǎng)。此外，健康的肺泡組織發(fā)育?！叭斯し卧跊]有注射生長因子的情況下繼續(xù)獨立發(fā)展，”Nichols報道。"有機體把新器官所需的所有構(gòu)件放在一起，并使它們進一步成熟."此外，人們發(fā)現(xiàn)，以前無菌的器官在短時間內(nèi)被各種細(xì)菌解決了——任何健康的肺部病例都是如此。

很快，人類的肺？

正如研究人員報道的那樣，即使在手術(shù)后兩個月也沒有排斥反應(yīng)。這清楚地表明，經(jīng)過驗證的方法可以用來生產(chǎn)成功適應(yīng)身體環(huán)境并在那里充分發(fā)育的肺。另一方面，目前還不清楚人工器官實際上能在多大程度上保證氧氣供應(yīng)。Nichol的同事Joaquin Cortiella說，“我們沒有進行調(diào)查，因為所有豬的移植物旁邊都有功能正常的肺。”“人工肺兩個月后還不夠成熟，所以可以完全呼吸。”

需要進一步的研究來確定人工肺在體內(nèi)的長期表現(xiàn)。尼科爾斯說：“我們的最終目標(biāo)是為所有熱切等待捐獻器官的人打開新的機會。據(jù)她說，有了適當(dāng)?shù)馁Y金，她可以在五到十年內(nèi)做好準(zhǔn)備。

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