人造肢体先生长

马萨诸塞州总医院的一位研究人员创造了一个人造老鼠的肢体。所得样品对外部刺激有反应并具有正常的血管。尽管实际上是人工制造的,但结果看起来像截肢的肢体略小于人的手指。下一个可能是涉及灵长类动物肢体的实验。

世界各地有大量残疾人。仅在美国就有200万被截肢者。如今,假肢可以解决一些问题。但是,它们看上去不自然,而且技术上与《计算机朋克》作者梦dream以求的相去甚远。另一个选择可能是肢体移植。在这种情况下,主要缺点是一生都需要使用免疫抑制剂-否则身体会拒绝异物插入。实验室中产生的肢体没有这些缺点。结果仅包含收件人的单元格。一个长大的肢体看起来和功能就像失去的肢体一样,但是并不需要抑制免疫力。

胸外科医师哈拉德·奥特(Harald Ott)需要几周的时间才能长腿。当她在特殊的孵化器中成长时,他满足了她的所有需求。使用“脱细胞/再细胞化”(减速/减速)技术。该方法包括以下步骤:清除死亡供体的器官中的细胞,仅保留惰性胶原和其他物质的死基。然后,在骨骼中填充来自受体组织的必要细胞。在生物反应器中,发生组织营养和生长。由于产生的器官中没有供体细胞,因此受体的免疫系统不会将其排斥。



也就是说,脱细胞/再细胞化不是从头开始的完整创造。这项技术以前曾被用来使器官生长取得不同程度的成功。爪子和相对简单的合成膀胱或气管之间的区别是各种各样的组织:这些是血管,神经末梢,肌肉和骨骼。织物具有不同的结构和功能。

在这种情况下,过程从老鼠的死肢开始。去除细胞的过程与研究内部器官的过程相同。一种特殊的清洁溶液被引入死前肢的血管系统。他去除了所有细胞物质,留下了脉管系统和神经基质。清除细胞碎片的过程耗时一周。结果,获得了无细胞结构,其作为多种肢体组织的基础。

然后将骨骼置于生物反应器中。人造循环系统与胶原动脉相连,为肢体提供营养和氧气。为了增强血管的结构以应对即将到来的负荷,将人内皮细胞引入了其中。 Ott用受体细胞填充了大鼠爪结构。成肌细胞,即长成肌肉的细胞,被引入以前的肌肉结构的腔中。五天后,电脉冲刺激肌肉发育。总共花了3周时间才能使血管和肌肉生长。 Ott完成了皮肤移植过程。BJ Jank,奥特实验室




为了测试成年爪子肌肉的健康状况,研究人员使用了电脉冲。肢体可以用新生肌肉力量的80%弯曲和弯曲。细胞沿肌肉纤维的正确方向定向。同样,在全身麻醉下,成年的四肢也加入了健康大鼠。在这种情况下,证明了成功的血液流动。没有检查肌肉运动和组织排斥。总共对约100个大鼠肢体进行了脱脂,其中一半以上为复发性。

奥特指出,研究人员还有很多工作要做。肢体需要具有骨骼结构,软骨和其他类型的细胞。您需要确保它们也可以还原。然后,您需要显示神经系统的发育。供体手的移植结果表明,受者的神经渗透到新器官中,逐渐可以对其进行控制。重要的是检查成年肢体是否发生相同的事情。

奥特和他的同事们也能够证明狒狒四肢的脱细胞作用(如下图所示)。一组研究人员开始在人类骨骼细胞中栖居所产生的骨骼。接下来,将引入人类成肌细胞以促进肌肉生长。但是奥特警告说,到最初的四肢,人体测试至少需要十年。也许在遥远的将来,任何人都可以在死后捐献自己的胳膊和腿来为残疾人提供肢体。Ott实验室的BJ Jank来自匹兹堡大学的Steve Badylak谈到了Ott团队将面临的可能问题。最大的困难可能导致血管循环:内皮不应阻塞最小的毛细血管。奥斯卡·阿什曼(Oscar Ashmann)




来自维也纳医科大学的科学家说,在如此复杂的手体内,有太多不同的组织和结构,因此脱细胞/再细胞化不能成为四肢丢失的真正过程。为了使手至少执行一些有用的功能,必须用数千根神经来刺激它。现在,神经组织问题已成为无法克服的障碍,阿什曼说。

基于《新科学家》,《华盛顿邮报》马萨诸塞州综合医院新闻网站的资料doi.org/4w7

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN380381/


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