科學家成功地將實驗室生長的肺移植到豬身上

科學家成功地將實驗室生長的肺移植到豬身上

定製的豬植入生物工程肺(如上面生物反應器內生長的豬)從手術中恢復而沒有併發症

研究人員首次在實驗室中創造了肺部併成功將其移植到豬身上。

這些生物工程肺,於8月1日在線轉化為醫學轉化醫學,開發了健康的血管,使豬在手術後能夠存活數週而沒有醫學併發症。這是以前努力的一個重大改進:植入齧齒動物的實驗室培養的肺在數小時內失敗,之後肺部可以形成長期存活所必需的複雜血管網絡。

如果新的程序可以適用於人類,生物工程肺從患者自己的細胞生長,這可以降低器官排斥的風險,並減少器官移植的等待時間。在美國,目前大約有1,500人正在等待肺移植手術,平均等待時間是幾個月。

“這項研究確實將整個研究領域提升到了一個新的水平,”匹茲堡卡內基梅隆大學的生物醫學工程師Xi“Charlie”Ren說,他沒有參與這項工作。

在這項研究中,加爾維斯頓德克薩斯大學醫學分院的免疫學家Joan Nichols及其同事通過首先使用糖和去汙劑混合物從供體豬的肺中剝離細胞來為四頭豬建立肺部。這留下了由細胞間蛋白質製成的無菌,珍珠白,肺形支架。(在人類中,研究人員設想使用捐贈器官或3-D印刷製作適合肺部支架。)研究人員隨後用來自豬的血管和肺組織細胞重新填充每個支架,註定接收該器官。

每個工程肺在生物反應器罐內生長30天,充滿營養雞尾酒,幫助細胞粘附在支架上,並在正確的位置繁殖。然後研究人員用生物工程版替換了每頭豬的左肺。

手術後,尼科爾斯的團隊允許一頭豬存活10小時,另一隻豬存活一週,三分之一為一個月,第四條為兩個月。在每隻豬死亡時,研究人員對動物進行了屍檢,以瞭解新肺隨著時間的推移如何融入豬的體內。沒有動物被給予免疫抑制藥物,並且沒有一個移植物被拒絕。在豬體內,生物工程肺部的血管插入動物的自然循環系統,為器官提供氧氣和營養物質。

Ren說,動物的術後恢復“相當驚人”。手術後兩個月生活的豬沒有任何呼吸問題,其肺移植被正常豬肺中的細菌定植 - 這表明組織正常發育並整合到體內。

耶魯大學生物醫學工程師Laura Niklason表示,這些實驗室培養的肺部尚未準備好迎接黃金時段。雖然生物工程肺與豬的循環系統相關聯,但器官與動物的肺動脈沒有聯繫 - 肺動脈攜帶低氧血液供肺部補充空氣中吸入的氧氣。這讓豬依賴在他們的自然右肺為手術後的空氣。

Niklason說:“下一步是將器官連接到肺動脈”,以確保生物工程肺部的氧氣能夠進入血液和正常肺部。


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