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美国培育首个人工生物肢体 可免去免疫抑制治疗

参考消息网2015年06月05日16:34分类:社会文化

核心提示:生物肢只包含接受移植者的细胞,从而免去了免疫抑制治疗。而且其外观和使用也与天生的四肢无异。

外媒称,或许它看上去像是截下的一段大鼠前肢,但它是利用活细胞在实验室中培育出的前肢。它也许会作为迈向为截肢患者制作真实的、具有生物性能的四肢的第一步而被载入史册。

据英国《新科学家》周刊网站6月3日报道,培养出该前肢的波士顿马萨诸塞综合医院的哈拉尔德·奥特说:“我们目前正把重点放在前臂和前臂末端上,以此作为一种模型系统和原理验证。但是这些技术将同样适用于腿、臂及其他末端。”

生物肢只包含接受移植者的细胞,从而免去了免疫抑制治疗。而且其外观和使用也与天生的四肢无异。

培育这一大鼠前肢所采用的技术被称为“去细胞化/再细胞化”技术。以往该技术曾被用来在实验室中培育心脏、肺和肾等器官。人们已经把培育出的较为简单的器官——如气管和喉部等——移植到了患者体内。这些治疗取得了不同程度的成功,但也并非没有争议。

第一步是去细胞化过程,即利用清洁剂对来自捐献者遗体的器官进行处理,剥去软组织,仅留下主要由惰性胶原蛋白组成的器官“支架”。这一“支架”保留了原始器官的复杂结构。就大鼠前肢而言,“支架”包括了组成血管、肌腱、肌肉及骨骼的胶原质结构。

在第二个步骤即再细胞化过程中,通过把接受移植者的相关细胞种植在“支架”上,器官中的肉便得到再细胞化。随后,“支架”被放置在生物反应器中培养,从而使新组织生长并附着在“支架”上。

由于捐献者的软组织完全被去除了,新器官将不会被接受移植者的免疫系统视为异物,因此不会产生排异反应。

利用这种方法制作前臂要比制作气管困难很多,因为需要培育很多不同类型的细胞。

奥特起初把完成了再细胞化的前肢吊在生物反应器中,使胶原质动脉伸入一个人工循环系统以便向前肢提供营养物、氧气及电刺激。

随后,他向血管的胶原质结构中注入人类内皮细胞,使之附着在血管表面。他表示,这么做十分重要,因为这使血管变得更加牢固,并防止它们在液体流过时发生破裂。

接下来,他向通常充满肌肉的“支架”空腔中注入各类鼠细胞——其中包括可生长为肌肉的成肌细胞。在2~3周之后,血管和肌肉得到重建。

最后,奥特给大鼠前肢的表面移植了皮肤。

但是这些大鼠前肢的肌肉会工作吗?

为了弄清这个问题,研究团队利用电脉冲刺激肌肉,发现大鼠的脚掌可以握紧和伸开。奥特说:“这证明我们可以让前肢弯曲和伸直。”

他们还把这些生物肢安装到了麻醉后的健康大鼠身上,并看到了大鼠体内的血液在新的肢体内循环流动。

[责任编辑:李昊博]