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日本開發出完全由人類細胞製成的人工血管

2019/10/23

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       為了治病而不斷打點滴和進行人工透析、血管變得千瘡百孔的人不在少數。日本佐賀大學的教授中山功一等人成功製造出100%以人類細胞製成的人工血管,計劃最早在2019年度內啟動移植到人體的臨床研究。與人工材料相比,以人類細胞製成的血管更容易適應活體,而且耐用性更強。到2030年代,血管移植有可能發生顯著變化。

 

以佐賀大學開發的方法製成的人工血管,最長可達7厘米

 

       5月,中山發佈了與日本慶應義塾大學合作、把使用人類皮膚細胞製成的血管移植到豬身上的成果。在消除免疫排斥的豬的脖子上,移植了中山開發的5厘米長的血管。據悉確認到在最長20周時間裏血管保持穩定且有血液流經、或新生長的情況。不斷接到表示想嘗試使用等的諮詢。

 

       這種技術被稱為「生物製造」(Bio-Fabrication),指的是使用活細胞立體化地進行組裝和成形的技術和研究整體。這種技術的構想早就存在,開端是20世紀初,從海洋生物海綿中提取出的細胞自主聚集、形成立體結構的現象被發佈。進入21世紀後,由於iPS細胞等的技術開發和3D印表機的使用等推動,研究迅速加速,還舉行了相關學會參加的國際會議。

 

       中山自1990年代末期開始進行研究。著眼於培養人類皮膚的成纖維細胞並使之增加、將形成立體團塊這一點,在成纖維細胞達到約1萬個時,成功實現直徑0.5毫米的大小。

 

       中山獲得金屬加工公司的企業,開發了像插花用具「劍山」(由許多根粗針固定在金屬底座上製成)一樣的器具。他還自學編程,編寫了軟體,將細胞紮在以圖像識別技巧瞄準的位置上的針上。將這些結合起來,細胞的團塊可從培養皿中一點點被取出,按設計的個數和位置堆起來。中山花費10年左右,掌握了製成血管形狀的技術。

 

       中山還開發了以細緻工夫使之類似於真實血管的技術。剛製成的人工血管表面呈現凹凸狀態,但中山使用自主開發的培養液,使之在數天內變均勻。

 

       採用人類細胞的血管的最大特徵是柔軟性和彈性。在約1個月裏給予營養成分,加以培養,還提高了耐用性。在實驗中,血管能承受高血壓患者的10倍以上的血液流動。此外,與現在作為移植用血管使用的聚氨酯等材質的軟管相比,因採血等而形成的孔洞更容易堵住。

 

       研究團隊正在向日本政府申請向糖尿病患者移植血管的臨床研究計劃。中山表示,「應該會更加結實、容易使用」,對臨床應用顯示出期待。

 

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