نما الطرف الاصطناعي لأول مرة

قام باحث في مستشفى ماساتشوستس العام بإنشاء طرف فأر اصطناعي. تستجيب العينة الناتجة للمنبهات الخارجية ولديها أوعية دموية عاملة. تبدو النتيجة كأنه طرف مبتور أصغر قليلاً من إصبع الإنسان ، على الرغم من أنه تم إنشاؤه بشكل مصطنع. قد يكون القادم تجربة تنطوي على طرف الرئيسيات.

يعيش عدد كبير من الأشخاص ذوي الإعاقة حول العالم. هناك 2 مليون مبتور في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها . اليوم ، يمكن للأطراف الاصطناعية التعامل مع بعض المشاكل. لكنها تبدو غير طبيعية وتكنولوجية بعيدة عن ما يحلم به مؤلفو أعمال السايبربانك. قد يكون خيار آخرزرع الأطراف. في هذه الحالة ، فإن العيب الرئيسي هو الحاجة إلى استخدام مثبطات المناعة طوال بقية حياتك - وإلا فإن الجسم سيرفض الإدخال الغريب. الطرف الذي تم إنشاؤه في المختبر ليس لديه هذه العيوب. تحتوي النتيجة على خلايا المستلم فقط. قد يبدو الطرف الناضج ويعمل تمامًا مثل الطرف المفقود ، لكنه لا يتطلب قمع المناعة.

يحتاج جراح الصدر هارالد أوت أسابيعًا لينمو ساقيه . يرضي جميع احتياجاتها وهي تنمو في حاضنة خاصة. يتم استخدام تقنية "التصفية / إعادة التوطين" (decel / recel). تتكون الطريقة من الخطوات التالية: يتم تنظيف عضو متبرع ميت من الخلايا ، وتبقى فقط القاعدة الميتة من الكولاجين الخامل والمواد الأخرى منه. ثم يتم ملء الهيكل العظمي بالخلايا الضرورية من أنسجة المتلقي. في المفاعل الحيوي ، يحدث تغذية الأنسجة والنمو. نظرًا لعدم وجود خلايا مانحة في العضو الناتج ، فلن يرفضها الجهاز المناعي للمتلقي.



بمعنى أن عملية إزالة التصفية / إعادة التوطين ليست ابتكارًا كاملاً من نقطة الصفر. تم استخدام هذه التقنية سابقًا لتنمية الأعضاء بدرجات متفاوتة من النجاح . الفرق بين الكفوف والمثانة أو القصبة الهوائية البسيطة نسبيًا هو مجموعة متنوعة من الأنسجة: وهي الأوعية الدموية والنهايات العصبية والعضلات والعظام. الأقمشة لها هياكل ووظائف مختلفة.

في هذه الحالة ، بدأت العملية مع الطرف الميت للفأر. تمت عملية الإزالة بنفس الطريقة كما في الدراسات مع الأعضاء الداخلية. تم إدخال محلول تطهير خاص في نظام الأوعية الدموية للجبهة الميتة. أزال جميع المواد الخلوية ، تاركا الأوعية الدموية والمصفوفة العصبية. استغرقت عملية إزالة الحطام الخلوي أسبوعًا. ونتيجة لذلك ، تم الحصول على بنية خالية من الخلايا ، والتي كانت بمثابة الأساس لمجموعة متنوعة من أنسجة الأطراف.

ثم تم وضع الهيكل العظمي في مفاعل حيوي. تم توصيل نظام تداول اصطناعي بشريان الكولاجين ، لتزويد الطرف بالمغذيات والأكسجين. لتعزيز بنية الأوعية الدموية للحمل القادم لها ، تم إدخال الخلايا البطانية البشرية إليها. أوت مأوى هياكل مخالب الفئران مع الخلايا المتلقية. تم إدخال الخلايا العضلية النقوية (Myoblasts) ، التي تنمو إلى عضلات ، في تجويف بنية العضلات السابقة. بعد خمسة أيام ، تم تحفيز نمو العضلات عن طريق النبضات الكهربائية. في المجموع ، استغرق الأمر 3 أسابيع لنمو الأوعية الدموية والعضلات. أنهى أوت عملية زرع الجلد. BJ Jank ، مختبر أوت




لاختبار صحة عضلات المخلب المزروع ، استخدم الباحثون نبضات كهربائية. يمكن للطرف أن ينحني وينحني بقوة 80٪ من قوة عضلات الوليد. تم توجيه الخلايا في الاتجاه الصحيح لألياف العضلات. أيضا ، انضمت الأطراف المزروعة إلى الفئران السليمة تحت التخدير العام. في هذه الحالة ، تم عرض تدفق دم ناجح. لم يتم إجراء فحوصات لحركات العضلات ورفض الأنسجة. وإجمالا ، تم تفكيك حوالي 100 طرف فأر ، وأكثر من نصفها متكرر.

يلاحظ أوت أنه لا يزال هناك الكثير من العمل للباحثين. يجب تزويد الطرف بهياكل عظمية وغضاريف وأنواع أخرى من الخلايا. تحتاج إلى التأكد من إمكانية استعادتها أيضًا. ثم تحتاج إلى إظهار تطور الجهاز العصبي. تظهر نتائج زرع أيادي المتبرع أن أعصاب المتلقي تخترق العضو الجديد ، مما يسمح بالتحكم فيه تدريجيًا. من المهم التحقق مما إذا كان نفس الشيء يحدث في الأطراف المزروعة.

كان أوت وزملاؤه قادرين أيضًا على إظهار تفكيك أطراف البابون (في الصورة أدناه). بدأ فريق من الباحثين يسكن الهيكل العظمي الناتج مع خلايا الأوعية الدموية البشرية. بعد ذلك ، سيتم تقديم الخلايا العضلية العضلية لنمو العضلات. لكن أوت يحذر من أن الاختبارات البشرية ستتطلب ، إلى الأطراف الأولى ، عقدًا على الأقل. ربما في المستقبل البعيد ، يمكن لأي شخص أن يتبرع بذراعيه وأرجله بعد الموت لينمو أطرافه للمعوقين. تحدث بي جي جانك ، مختبر أوت ستيف ستيف باديلاك من جامعة بيتسبرغ عن المشاكل المحتملة التي سيواجهها فريق أوت. يمكن أن تتسبب أكبر الصعوبات في الدورة الدموية في الأوعية: يجب ألا يسد البطانة أصغر الشعيرات الدموية. أوسكار أشمان




من جامعة فيينا الطبية قال أنه في مثل هذا الجهاز المعقد مثل اليد ، هناك العديد من الأنسجة والهياكل المختلفة ، وبالتالي ، لا يمكن أن تصبح عملية إزالة الخلايا / إعادة التوطين عملية حقيقية لنمو الأطراف المفقودة. لكي تؤدي اليد بعض الوظائف المفيدة على الأقل ، يجب تحفيزها بواسطة آلاف الأعصاب. يقول أشمان الآن ، مشاكل الأنسجة العصبية هي حاجز لا يمكن التغلب عليه.

استنادا إلى المواد من نيو ساينتست ، واشنطن بوست، و موقع الأخبار مستشفى ماساتشوستس العام . doi.org/4w7 .

Source: https://habr.com/ru/post/ar380381/