科学家近日表明，实验室工程改造的人工血管移植到羔羊体内能随受体生长，如果在人类身上得到证实，那么这些人工合成血管可使患者避免一些反复性的手术，相关结果发表在《Nature Communications》杂志上。
人工合成血管最大的挑战，莫过于设计一个能改变形状并能在受体中生长的血管，而且它还不发生免疫排斥反应。在该研究中，明尼苏达大学生物医学工程系Robert Tranquillo 教授及其同事在实验室中利用捐赠的皮肤细胞来制造类血管组织，并清除管内细胞使排异反应最小化，这也意味着这种血管组织可以储存，在需要时可随时进行移植。
Tranquillo 教授说，“这也是我们首次拥有现成的可移植并能在体内生长的材料，这意味着未来心脏缺陷患儿将无需进行反复性手术。”
为了开发这种材料，研究人员将绵羊皮肤细胞与纤维蛋白结合，搭建了管状组织，并利用生物反应器有节律地添加细胞生长所需的营养物质，整个培养周期为五周。生物反应器既能提供营养，又能使血管产生适当的机械性能。生物反应器由该实验室的高级研究助理Zeeshan Syedain开发，也是人工合成血管比受体动脉机械性能强的关键因素，这样一来才能保证其在受体内不被破坏。
在研究中，研究人员利用专门的洗涤剂去除管内所有的羊细胞，只留下了一个无细胞的基质，这种基质在移植时不会引起免疫反应。当将人工合成血管替代五周龄羔羊的部分肺动脉时，这些血管很快被羔羊细胞填充，且形状发生了变化并随羔羊一起成长。
Tranquillo 教授说，“更重要的是，当将其植入到羔羊体内时，羔羊细胞重新构建血管组织基质。如果没有填满细胞，血管组织将不能生长，该研究也是组织工程和再生医学的完美结合。”
在羔羊50周龄时，移植的血管直径增加了56%，血量增加了216%，胶原蛋白也增加了456%，这证明了血管不仅随时间延展，实际上还长大了。该研究未观察到凝血、血管变窄或钙化等不良反应。研究人员下一步将与医生探讨能否向FDA申请在未来几年内开展临床试验。