研究人员从具有再生性质的天然聚合物开发实验室生长的血管移植物

血管
信用:CC0公共领域

研究人员可能更接近通过开发由约翰霍普金斯工程师创造的新的血管移植术,从而更接近冠心病患者的生命和出生在儿科先天性心血管缺陷的人,这些血管脱血管缺陷由约翰霍普金斯工程师创造的新的血管移植物,以少于一个星期,并具有再生性质。

冠状动脉疾病,或CAD,是全世界死亡的主要原因,疾病的人通常需要手术来修复受损的心血管。旁路手术,另一种常见干预,需要去除受损的组织并用它替换从身体的另一部分,如隐静脉,其运行腿的长度并且是身体中最长的静脉。该方法对身体进行了大量的应力,具有其他风险因素:它需要患者有多个手术部位,并且由于斑块积聚而需要手术的人也可能在接枝静脉中具有斑块积聚,导致进一步的并发症。

先天性心血管缺陷,或CCD,发生在全球1%的活产,并且出生的儿童随着它们的增长,通常经常经历反复的手术重建。但重复的手术减少了可用的血管组织的数量,用于重建,合成移植物不会随着孩子的增长而生长。

合成移植物造成其他挑战,例如阻断血液流动的凝血,并且从干细胞生长的移植物通常需要长达八周的制备。

为了改善手术实践并减少一个人的手术人数,可以需要血管和CCD的人这鼓励具有更好的机械性能的新组织形成,即需要模拟的天然动脉。纳博利医学研究所主任和化学和生物分子工程系教授,摩根·艾略特在生物医学工程系中,领导了一个科学家团队创造了一个不到一周的天然移植物,才能准备,溶解在其地方的健康组织生长,并且可以承受跳动的心脏的连续收缩和放松循环动脉和静脉。

“我们的目标是将我们的专利静电纺丝技术和干细胞结合起来,以创造一种新的血管移植物,其显着降低了制造时间,甚至超过移植物虽然也降低了凝血和增强组织再生,“艾略特说。

最近将他们的发现报告发表了他们的研究结果国家科学院的诉讼程序

它们的静电纺丝过程通过施加电荷和机械拉伸到纤维蛋白聚合物来产生薄纤维螺纹。该团队为其移植物选择了纤维蛋白,因为它是通过防止血液凝固的身体制成的天然聚合物,鼓励新的组织形成,并增加弹性蛋白产生。Elastin是动脉中的关键蛋白质,其有助于组织在拉伸后保持其形状。然后以交替的图案轧制片材以产生中空管,然后将其脱水并储存以供以后使用。

一旦再水化,移植的外部用聚(ε-己内酯)或PCL,护套加强,以防止缝合线撕裂移植物。从那里,根据患者的需求,该团队在植入移植物之前遵循不同的预备步骤。对于应急需求,可以在再水中立即植入移植物。对于已知他们最终需要手术的慢性血管疾病患者,可以在植入前收集并嵌入移植物上的干细胞。

在鼠标研究中,该团队的直径为0.6毫米的小血管移植物,长3-5毫米,没有干细胞,并在腹主动脉中测试它们。6个月后,两种接枝类型没有显示凝血的证据,没有从移植物内部形成的新组织,移植物能够保持与健康脉管系统类似的机械性能。移植物鼓励弹性蛋白的生产,这通常是该领域的挑战。重要的是,发现移植介导的再生和增强了再生过程。

研究人员表示,他们的积极结果表明,其移植技术具有临床和商业潜力。团队计划评估移植物的保质期并在较大的动物模型中测试5毫米的移植物。

“这项研究是在五个实验室中的协作努力的结果,结合干细胞工程,生物材料,手术,血管机械和血管疾病的专业知识。马里兰州干细胞研究基金通过他们的验证赠款机制使我们能够推进技术前临床研究。我们致力于进一步发展我们的小直径血管移植平台技术,使患者受益,“艾略特和Gerecht说。


进一步探索

血管旁路移植:一种仿生工程方法

更多信息:摩根B. Elliott等人。再生和耐用的小直径移植物作为动脉管道,国家科学院的诉讼程序(2019)。DOI:10.1073 / PNAS.1905966116
引文:研究人员从具有再生性质(2019年7月1日)从HTTPS://MedicalXpress.com/news/2019-07-lab-grown- vessel-grader检索到的天然聚合物(2019年7月1日)的实验室生长的血管移植物-Natural.html.
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