器官移植涉及從供體移植器官作為治療疾病或損傷的手段,但與器官移植的需求相比,可供捐贈的器官短缺??紤]到其克服這些挑戰(zhàn)的潛力,涉及動物器官移植(異種移植)的研究正在進行中。尤其是豬的心臟瓣膜和角膜被用于涉及異種移植的治療,因為沒有結核病和艾滋病,這可能出現(xiàn)在涉及黑猩猩或猴子器官的移植中;豬還有一個優(yōu)點,就是因為批量生產成本低。
然而,在異種移植后,人體可能會發(fā)生破壞移植組織的免疫排斥反應。正在努力通過對引起免疫排斥的各種因素進行基因操作來開發(fā)專門用于異種移植目的的豬來克服這個問題。然而,由于用于驗證已開發(fā)的豬器官是否適合人體的方法的限制,這種開發(fā)已被推遲。
在科學與技術(KIST)的韓國研究所宣布,研究小組在生物材料研究中心通過Youngmee榮的帶領下,協(xié)作與研究小組宰碩陽,在器官移植中心在首爾國立大學教授的帶領下,有開發(fā)了生物人工血管。這條血管模仿人類血管的功能和特性,以驗證異種移植的成功,同時還有一個循環(huán)血管平臺,可以再現(xiàn)人體血液循環(huán)系統(tǒng)。
通常,人造器官或醫(yī)療器械移植后發(fā)生的免疫排斥反應涉及器官和受體血管連接時血液凝固引起的血塊和血管阻塞。這是確定移植成功的時候。目前,在將器官移植給人類或動物受體時,無法事先知道移植是否會成功。特別是,除了在與血液實際流經的血管相似的環(huán)境中之外,沒有其他方法可以檢查血液凝固。
為了在移植前檢查血液凝固的存在,Jung 使用一種簡單的方法開發(fā)了一種人造血管:將液體水凝膠倒入由膠原蛋白和 1 纖維蛋白(血管的主要成分)制成的管狀模具中,然后允許它在 37°C 固化,然后壓縮。這使血液循環(huán)成為可能,就像在實際血流和血壓條件下一樣?,F(xiàn)有人造血管的結構需要培養(yǎng)血管內皮細胞7至21天,而這種新型人造血管由于血管內皮細胞的穩(wěn)定附著,可以在不到3天的時間內生產血管。這種方法作為分析工具應用時,大大減少了實驗的持續(xù)時間。
榮格研究團隊開發(fā)的人造血管平臺不僅在體外實驗中進行了測試,還使用動物模型進行了體內實驗。研究小組在血管平臺的內皮上培養(yǎng)了基因工程豬血管內皮細胞,開發(fā)出人造豬血管,隨后進行了體外循環(huán)人體血液通過血管的試驗。還使用移植了豬血管的小鼠模型進行了體內實驗,以模擬人體免疫反應。通過對體內和體外實驗中觀察到的免疫排斥反應進行評估,證明研究小組使用特異基因工程開發(fā)的樣本血管有效抑制了急性免疫排斥反應。
榮格認為,“人造血管平臺不僅在結構上與真實血管相似,而且還模擬血管的物理和生物特性,創(chuàng)造了一個類似于人體循環(huán)系統(tǒng)的微環(huán)境”,可以“作為一種用于在公司和醫(yī)院中篩選新藥和免疫治療劑的臨床前工具,展示了商業(yè)效用的潛力。”
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