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图例:手术室内,外科医生正在做手术切口(图片来源:Shutterstock.com)


慢性疾病和生老病死都是因为我们生来没有备用的身体器官,因此,只有捐赠心脏、肝、肾等器官才能让人重获新生。


然而,接受器官捐献的过程非常复杂,即使手术非常成功,为了抑制免疫系统对移植体的排斥,受体需终生服用药物,即便手术使用动物体的合成物质也不免会引发免疫反应。


以色列特拉维夫大学的研究员们报道的一项基础研究的“突破性”技术将打破这一局面——研究员们已经成功将从患者身上取出的一小块脂肪设计成各种人体组织,该项研发成果已经成功在动物与人体的免疫细胞完成了测试,并在期刊《先进材料》上发表。


该技术虽然不能让人体组织长成像心、肺或肝这样的完整器官,但是研究员们利用生长出来的身体组织可以治愈脊柱损伤,治疗帕金森患者受损的心肌或神经组织,并为修复手术提供脂肪组织。


这种创新型方法是从患者身上提取一小块脂肪,并用之设计出人体组织,这样定制生长的细胞外组织就不会受到免疫系统的排斥。


过去几年间,不同类型的支架被用在复杂器官的再生手术中,例如心脏病发作后的心脏、受损的脊柱以及受损的脑组织。支架合理地让细胞与特定的组织相连接,但是没有适合所有人的通用支架材料。作者写道,原则上这些支架材料要么源自于合成材料,要么是天然材料或脱细胞动物组织。


但是大多数情况下,捐献者和受体之间会出现免疫不匹配的情况。


该研究团队由特拉维夫大学生物技术科学与材料工程系、再生生物技术中心与纳米技术研究所的组织工程实验室负责人Tal Dvir教授牵头进行,其中研究成员有:Reuven Edri博士及其博士生Idan Gal和Nadav Nur、细胞研究与免疫系的Dan Peer教授的助理和Irit Gat-Viks教授、化学系的Doron Shabat教授还有临近特拉维夫Tzrifin的沙米尔(阿萨夫哈罗芬)医疗中心的Lior Heller教授。


“复杂的组织由细胞和细胞外物质组成,通过生物化学、机械和电学方式连接细胞,”Dvir解释道,“在组织工程学中,我们把合成物或生物聚合物当做细胞外物质使用,细胞因此可以产生功能性组织。目前大家普遍认为猪的身体组织提取的细胞外物质最适合移植”。


犹太法不允许犹太人吃猪肉——但猪有许多身体系统与人体系统相似,所以法律允许使用被禁用的哺乳动物的身体组织例如心脏瓣膜用于拯救生命等医疗用途。

但是研究显示猪的细胞外物质也可能引发急性免疫反应,患者的身体可能会排斥植入体。


他还说,“个性化医疗是未来的趋势,尽管移植成本会更加昂贵,但是组织移植不会发生免疫反应,成功的组织移植手术将会更受欢迎”。


鉴于组织工程有了初步的成功,Dvir及其团队正在验证组织工程可能遇到的各种问题,并通过患者脂肪研究各类医疗辅助手段。


为找到解决方法,Dvir及其团队使用了医疗中心捐献者的脂肪组织,通过微创手术从患者身体取出部分脂肪组织,将脂肪细胞与细胞外物质分离,并从患者的脂肪细胞中提取出水凝胶。Dvir称,“在第二阶段,我们会将脂肪细胞重新设计成多能干细胞,因为多能干细胞可以转换成各种类型的细胞。这样,3D生物材料制成的支架或可注射的水凝胶将细胞压缩以后可以充当物理支撑,为细胞的生长和细胞功能提供生物材料和空间需求”。


Dvir强调,使用猪的器官进行移植让患者付出了沉痛代价。“因为即使移植手术很成功,受体也必须终生服用免疫抑制药物,且易感染其他疾病,而我们的解决方案不会发生免疫反应的问题”。


事实证明人体组织具有多样化用途——从固定腹部疝的网状物到心脏瓣膜都能够适用。这些“医疗器械”均可以从患者身体直接生长出来,避免了移植预后引发的一系列排斥并发症。初次试验已经成功了,现在Dvir及其团队正在就组织工程进行各种可能性试验,并就身体脂肪的其他用途进行试验。


“我们基本已经知道如何设计生长出每一种组织,”Dvir总结道。“遭受过诱发性心脏病或脊柱损伤且进行过此类手术的动物进行组织移植手术后的改善效果显著”。






本文摘自Breaking Israel News,Kingsway中以天使汇翻译

文:JudySiegel-Itzkovich

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